Protein öppnar ny marknad

Kartläggningen av människans arvmassa är nästan i hamn och en sak har överraskat: att vi har så få gener. De är sannolikt inte fler än 30.000, ungefär lika många som växten backtrav och bara dubbelt så många som masken och bananflugan. Många har gissat på 100.000 eller ännu fler. Det tycks alltså inte vara antalet gener som avgör hur komplex en organism är.

Genens uppgift är att ge information om vilka proteiner som ska tillverkas. Proteinerna sköter sedan det mesta i kroppen. Den tidigare uppfattningen att en gen gav upphov till ett protein eller att en gen motsvaras av en sjukdom eller en egenskap har fått överges. Det finns alltså ingen “fettgen” eller “intelligensgen”. Sambanden är betydligt mer komplicerade än så.

Många gener samverkar, vilket kommer att göra det besvärligare att begripa hur kroppen fungerar. Kartläggningen av arvsmassan är bara första kilometern på det långa maratonloppet mot målet att förstå sjukdomsprocesser. Nu flyttas intresset successivt över från generna till proteinerna. Det kommer att ta betydligt längre tid innan alla proteiner är identifierade och man vet vilken struktur och funktion de har. Proteinerna är mycket knepigare än generna. Proteiner har fler byggstenar, en komplicerad form som dessutom ändrar sig. Generna har däremot få byggstenar, är stabila och ändrar sig inte lika lätt.

För att det ska bli fart på proteinforskningen måste redskapen bli bättre. Den teknik som finns i dag räcker inte. Den är inte tillräcklig snabb och tillförlitlig för att hantera den mängd data och analyser som krävs. Kartläggningen av människans och andra organismers arvsmassa (DNA) fick en ordentlig skjuts framåt med de nya hjälpmedel som utvecklades. Något liknade måste ske inom proteinområdet.

Svensk utvecklade tekniken

Den grundläggande tekniken att separera och analysera DNA och proteiner lanserades på 1970-talet, baserad på så kallad elektrofores (som först utvecklades av den svenske biokemisten och Nobelpristagaren Arne Tiselius på 1930-talet). Elektrofores bygger på principen att DNA och proteiner rör sig med olika hastighet i elektriska fält.

Ett stort steg framåt för DNA-analysen kom när det mödosamma arbetet med DNA-sekvenseringen, alltså att identifiera enskilda byggstenar och fastställa deras inbördes rangordning, kunde automatiseras. Det var 300 högautomatiserade sekvenseringsmaskiner av senaste modell, i kombination med mycket starka datorer, som gjorde att kartläggningen av den mänskliga arvsmassan kunde gå så snabbt. Det tog 10 år att få fram hela sekvensen i stället för planerade 15 år; dock väntas det ske vissa justeringar och kompletteringar de närmaste åren.

Bakom bedriften stod den amerikanske entreprenören Craig Venter och hans bolag Celera. De snabba maskinerna hade utvecklats av företaget Applied Biosystems, med samma ägare som Celera (Applera, före detta PE och Perkin-Elmer). För att få fart på kartläggningen valde Venter att använda en princip att först slå sönder allt DNA och sedan få ihop sekvensen med hjälp av datorerna (“whole genome shotgun sequencing”). Idén hade han fått från Fred Sanger, Nobelpristagare 1980 och pappa till DNA-sekvenseringen.

Det tog bara Celera nio månader att kartlägga den mänskliga arvsmassan, som det offentligfinansierade internationella projektet Human Genom Project (Hugo) hade hållit på med i nästan 10 år. Visserligen kunde Celera dra nytta av de DNA-sekvenser som Hugo-projektet löpande offentliggjorde. Men det visar ändå vad ny teknik och konkurrens kan åstadkomma.

DNA-analyser kan också göras med biosensorteknik, så kallade DNA-chips, som främst utvecklats av det amerikanska företaget Affymetrix. Huvudprincipen är att de fyra byggstenarna i DNA binder komplementärt till varandra enligt ett visst mönster. En mängd mätpunkter fästes på chipset (en liten glasskiva), som kan registrera aktivitetsmönstret hos tusentals gener. Dessa chips kan användas både för att sekvensera DNA hos kända prover och för att identifiera okända provers DNA.

Pyrosequensings alternativ

Ett svenskt företag har utvecklat ett alternativ till elektrofores och DNA-chips vid genetiska analyser, nämligen Pyrosequencing. Den första produkten (PSQ96 System) avser det heta området SNP-analys, eller snips, för att undersöka sambanden mellan genvariationer inom populationer av patienter som utvecklat olika sjukdomar. Pyrosequencing använder en teknik som uppges vara mer användarvänlig, snabbare och tillförlitligare än de två traditionella metoderna. I höstas fick företaget en viktig order från det amerikanska medicinska forskningsrådet, som ska söka identifiera genen bakom diabetes typ II.

En annan teknik som betytt mycket för DNA-analysen är den så kallades PCR-metoden, som gjort det möjligt att framställa en stor mängd kopior av en kortare DNA-bit. Den har fått stor betydelse inom diagnostiken och på det rättsmediciniska området för att identifiera personer utifrån minimala provmängder, exempelvis blodfläckar och hårstrån.

Proteinanalyserna ligger långt efter DNA-analyserna. Mest används en teknik från 1970-talet, kallad tvådimensionell gelelektrofores. Den anses ganska otillförlitlig och besvärlig att använda. Det är svårt att mäta proteiner som finns i små mängder och har låg aktivitet. Några bra protein-chips finns heller inte framme.

Biacore i världstoppen

Vilka svenska företag sysslar med modern proteinanalys, eller “proteomics” som det kallas? Biacore, fjolårets kursvinnare på börsen med en uppgång på drygt 400 procent, satsar hårt på området. Bolaget har en världsledande ställning inom området biomolekylära bindningsstudier och försöker nu bli en ledande leverantör av proteinanalysinstrument. Nyare och snabbare instrument, som kan göra mångdubbelt fler studier än vad som nu är möjligt, är på gång.

För att komma fortare till marknaden med den senaste tekniken, kallad “SPR array chip”, har Biacore tillfälligt ökat sina FoU-kostnaderna. Det slår kortsiktigt mot vinsten, men leder förhoppningsvis till en nivålyft om några år.

En annan stor aktör är AP Biotech i Uppsala, delägt av Pharmacia och norsk-brittiska Nycomed-Amersham. AP Biotech har länge haft en ledande position inom traditionell DNA- och proteinanalys, främst elektrofores och delat en stor del av marknaden med tidigare nämnda Applied Biosystems. Nu när marknaden för “genomics”, alltså analys av arvsmassan, inte är lika het, satsas ännu mer inom “proteomics”.

Vid sidan av dessa två instrumentinriktade företag finns Perbio Science, som utvecklar reagenser. Det är viktiga redskap för att studera proteiner, även om produkterna inte är så högteknologiska. Ett litet höginnovativt företag, med inriktning på området nya målmolekyler för läkemedel, är Affibody på Teknikhöjden i Stockholm. Affibody har utvecklat ett alternativ till antikroppar, som är den vanliga bindarmolekylen för att “fiska” upp proteiner, lämpliga för diagnostik och nya läkemedel. Health Cap och Investor Growth Capital har nyligen investerat 40 miljoner kronor i bolaget.

Marknaden väntas växa snabbt

Marknaden för olika produkter inom området “proteomics” är inte särskilt stor ännu, men väntas växa snabbt. Enligt den internationella marknadskonsulten Frost & Sullivan var världsmarknaden värd 700 miljoner dollar 1999 och den bedöms bli 5,8 miljarder dollar 2005, alltså en tillväxt på omkring 40 procent per år.

Det finns ingen klart ledande tillverkare av vare sig instrument, reagenser eller olika former av service. Snabbaste tillväxten väntas ske inom delområdet bioinformatik, alltså insamling och analys av biologiska data.

Det är goda nyheter för IT-konsulten Prevas, som är störst inom bioinformatik på den svenska marknaden, men ännu inte har någon närvaro utanför landets gränser. Utlandsetableringar planeras.