Grannlaga kemistjobb bakom konsten att döda en mygga
Mer än hälften av jordens befolkning riskerar att drabbas av myggburna sjukdomar. Kemisten Sofie Knutsson har identifierat substanser som hämmar funktionen hos ett livsnödvändigt protein i mygga. Kunskapen kan bidra till effektivare bekämpningsmedel mot myggor.
Myggor är vektorer som sprider både malaria, dengue, zikavirusinfektion och ett flertal andra sjukdomar hos människan. Myggburna sjukdomar orsakar oerhört mycket lidande världen över och många saknar dessutom vaccin eller specifik behandling.
En viktig metod för att minska spridningen av myggburna sjukdomar är att bekämpa myggorna med insekticider. Det leder till färre myggor och därigenom minskad sjukdomsspridning.
Effektiviteten hos dagens insekticider hotas av resistensutveckling, det vill säga att myggorna inte längre är känsliga för bekämpningsmedlen. Behovet av nya insekticider är därför stort.
Det gäller att hämma endast myggans protein
I sin avhandling har Sofie Knutsson fokuserat på ett målprotein i myggan som kallas acetylkolinesteras 1. Hon har identifierat och utvecklat substanser som hämmar funktionen av detta i myggan livsnödvändiga protein.
– Substanserna skiljer sig både vad det gäller kemisk struktur och verkningsmekanism från de insekticider som finns tillgängliga i dag, vilket kan vara fördelaktigt ur ett resistensutvecklingsperspektiv, säger hon.
Då proteinet acetylkolinesteras även finns hos människor och andra djur är det viktigt att nya acetylkolinesteras 1-hämmare är specifika för myggproteinet – att de endast påverkar funktionen hos myggproteinet och inte det mänskliga proteinet.
– Vi har hittat ett antal olika substanser som blockerar den biologiska funktionen hos myggproteinet vid så låga koncentrationer att de inte påverkar aktiviteten hos det mänskliga proteinet. Vidare har vi också kunnat utröna hur substansernas kemiska struktur relaterar till deras förmåga att selektivt hämma myggans acetylkolinesteras 1, säger Sofie Knutsson.
Massundersökning av organiska substansers förmåga
De aktiva substanserna är resultatet av en screening (massundersökning) där flera tusen organiska substansers förmåga att blockera den biologiska funktionen hos myggans acetylkolinesteras 1 utvärderadats experimentellt.
Genom organisk syntes har Sofie Knutsson därefter framställt nya substanser vars biologiska aktivitet har undersökts. För att understödja resultaten har hon även tagit hjälp av metoder för att titta på den tredimensionella proteinstrukturen av acetylkolinesteras (både röntgenkristallografi och datorbaserade modelleringstekniker). På så vis har hon kunnat undersöka hur substanserna binder till proteinet och därigenom hämmar dess funktion.
– Resultaten är lovande, men fortfarande återstår mycket arbete. Nästa utmaning blir att undersöka och fastställa att substanserna kan ta sig till målproteinet inne i myggan för att där ge önskad biologisk effekt, säger Sofie Knutsson.
Avhandlingen: Fredagen den 27 maj försvarar Sofie Knutsson, Kemiska institutionen, Umeå universitet, sin avhandling med titeln Towards Mosquitocides for Prevention of Vector-Borne Infectious Diseases: Discovery and Development of Acetylcholinesterase 1 Inhibitors. Svensk titel: Mot nya insekticider för bekämpning av sjukdomsbärande myggor: Identifiering och utveckling av acetylkolinesteras 1 inhibitorer. Disputationen äger rum klockan 13.00 i sal KB3B1, KBC-huset. Fakultetsopponent är professor Ulf Nilsson, Kemiska institutionen, Lunds universitet. Disputationen hålls på engelska.
För mer information kontakta: Sofie Knutsson, kemiska institutionen vid Umeå universitet. E-post: sofie.knutsson@umu.se
