Cellefabrikker: Din medicin, mad og benzin er levende!

38.000 danskere arbejder i en branche, hvor der bruges levende celler i produktionen. Vi sætter fokus på de udfordringer, krav og muligheder, det giver, når produktet er levende på et usynligt plan.

I fremtidens samfund kan der blive mangel på nogle af de stoffer, vi bruger i dag. Det kunne være produkter som olie, visse fødevarer og ingredienser til medicin som følge af befolkningsudviklingen. Men tænk, hvis vi ikke behøvede at tære på naturens ressourcer – og i stedet kunne dyrke og gro dem selv!

Svaret findes faktisk allerede i genteknologi – en teknologi med meget store muligheder, hvis den bliver brugt med omtanke – der vil kunne gavne miljøet, samfundet og menneskers sundhed ved at producere bæredygtige kemikalier, fødevarer og lægemidler af ”opdrættede” levende celler.

Cellefabrikker eksisterer allerede i vid udstrækning og herhjemme bruges de bl.a. i produktionen af naturlægemidler og kosttilskud. Spormineralet selen er et godt eksempel på, at fremstillingen af et højt optageligt tilskud gøres bedst med levende celler. Men først lidt om baggrunden for cellefabrikker …

Naturen råder over mange spændende biologiske stoffer og proteiner, der kan være nyttige for os. Det er bare ikke altid muligt at udvinde store nok mængder fra naturlige planter eller organismer, og det er oftest heller ikke miljøvenligt, når vi gør det – og det er her, cellefabrikker bliver interessante.

– Vi har faktisk brugt cellefabrikker i mange år. Gær er en naturlig cellefabrik, som kan bruges til at fremstille øl, brød og biobrændsel. Mælkesyrebakterier er naturlige cellefabrikker, som kan fermentere vores mælkeprodukter og danne mælkesyre og forskellige aromaer, siger Irina Bodirina, seniorforsker hos DTU Biosustain og fortsætter:

– Over de sidste 40 år, hvor genetic engineering tog til, kunne forskere skabe nye cellefabrikker, som ikke fandtes i naturen – og på den måde udvikle processer til fremstilling af insulin, enzymer, bæredygtig plastik og alt muligt andet.

Cellefabrikken bliver altså via genteknologi omdannet til at producere et stof, som den ikke naturligt ville producere, for eksempel insulin eller vanillin – både sikkert, i store mængder og helt uden at tære på naturens ressourcer.

Et eksempel på, hvordan bioteknologi kan løse et problem, er fremstilling af stevia-sødestoffer. En stevia-plante indeholder en blanding af steviolglycosider, som er 100-300 sødere end sukker og ingen kalorier indeholder.

Da de også stimulerer insulinproduktionen, er de meget populære for diabetikere. Men nogle steviolglycosider, som findes naturligt i planten, har en bitter eftersmag, der er næsten umulig at fjerne ved oprensning.

– For at kunne producere kun de søde steviolglycosider uden en bitter eftersmag, har forskere lavet en gærcelle-fabrik. Det nye produkt forventes snart at komme på markeret og vil gøre en stor gavn i at forebygge sukkersyge blandt dem, der drikker meget sodavand, siger Irina Borodina.

– Jeg arbejder lige nu på et projekt, hvor vi bruger cellefabrikker til at producere insektferomoner, som kan bruges til erstatning for pesticider. På den måde kan man håndtere insektangreb på markerne – helt uden at bruge giftige sprøjtemidler, siger Irina Borodina.

Måden, hvorpå man bruger insektferomoner, er ved at udskille nogle små mængder feromoner i luften, som huninsekter normalt udskiller. Når der er mange feromoner i luften, bliver hannen forvirret og kan ikke finde hunnen – og på den måde forebygger man parringer. Det giver ingen larver og dermed ingen skader på afgrøderne.

– Det er en meget skånsom metode. Når man sprøjter med almindelige sprøjtemidler, ødelægger man økosystemet, fordi man også dræber alle de gavnlige insekter. Men med feromonerne forstyrrer man kun parringen hos en bestemt art af insekter, der gør mest skade, siger Irina Borodina.

Teknologien med cellefabrikker har f.eks. gjort, at det i dag ikke længere er nødvendigt at udvinde insulin fra slagtede svin eller køers bugspytkirtler til behandling af sukkersyge, som man ellers gjorde tidligere.

I dag produceres insulin nemlig af cellefabrikker i store tanke. Insulin fra køer og svin ligner oven i købet ikke humant insulin helt og kan derfor bl.a. give allergiske reaktioner. Novo Nordisk, som fremstiller insulin ved hjælp af gær, er Danmarks femte største arbejdsgiver.

Takket være cellefabrikker er det heller ikke nødvendigt at udtrække væksthormon fra menneskehjerner til børn med vækstmangel; insulin og væksthormon er i dag to af mange proteiner, som gensplejsede mikroorganismer producerer rent og sikkert.

Pharma Nord har i snart 15 år arbejdet med cellefabrikker og står i dag med den eneste organiske selen-råvare, der er godkendt til medicinsk brug. Når Pharma Nord laver sin egen selen-råvare, foregår det på deres gærcellefabrik, hvor der i en proces ”kodes” gærceller til at omdanne uorganisk selen til naturlig og organisk selen, som kroppen let kan optage.

En af de store fordele ved denne metode er, at man opnår en lang række selentyper, som er identiske med dem, vi får igennem vores kost. På den måde kan vi indtage syntetisk fremstillet selen, som er naturidentisk.

Men hvorfor er selen overhovedet vigtigt? Selen er et livsvigtigt mineral for kroppen, som vi normalt kun kan få igennem kosten. Korn, kød, fisk og visse nødder indeholder meget selen. Men mange steder i verden er der såkaldte lavselen-områder, hvilket betyder, at jordbunden ikke indeholder nok selen til planter og dyr. Lavt selenindhold fører til sygelighed og ringe forplantningsevne hos dyr, hvilket er en dårlig forretning.

Derfor bliver Pharma Nords produkter fra gæren SelenoPrecise, også solgt i over 40 forskellige lande i hele verden.

Mange er ikke klar over det – men allerede i dag skaber cellefabrikker arbejde til omtrent 38.000 danskere, og op mod 40 procent af Danmarks såkaldte bruttoværditilvækst produceres i denne industri – til stor gavn for dansk erhvervsliv.

Det kan derfor godt betale sig at forske i bedre forgæringsprocesser, da det vil gavne dansk erhvervsliv, forklarer direktør for DTU Biosustain Bernhard Palsson til DTU nyheder.

– Hvis Danmark skal blive ved med at leve af at producere bæredygtige kemikalier, fødevarer og lægemidler, skal vi løse udfordringerne, så produktionen bliver mere effektiv, siger han og fortsætter:

– I dag bliver mange cellefabrikker aldrig brugt i industrien, fordi opskaleringen er for svær og omkostningstung. Derfor skal det være lettere at forberede celler til storproduktion. Gevinsten kan potentielt være milliarder af kroner.

Ved hjælp af genteknologien er menneskeheden i dag i stand til at lave om på naturens dna på alle mulige måder. Men som mange andre teknologier kan genteknologi også misbruges eller utilsigtet skabe fejl. Derfor er brugen af genteknologi omgærdet af vigtige etiske spørgsmål og reguleret af EU-lovgivning.

Med de efterhånden udvidede muligheder for at flytte rundt på gener og ændre dem, er det vigtigt at tage etisk stilling til, hvor grænserne skal sættes.

For selvom genteknologien kan hjælpe os i mange sammenhænge, så kan der også opstå situationer, hvor genteknologien kan medføre en vis risiko for uoprettelig spredning af fremmede gener i naturen. Man må derfor vurdere, om brugen er acceptabel, f.eks. hvis nytteværdien kan betyde, at der reddes liv, eller at prisen på dyrkningen af afgrøderne falder.

 

---

 

Hvad er cellefabrikker?

En cellefabrik er en bakterie eller dyre-/gær-celle, som er levende celler, der kan danne produkter, vi mennesker skal bruge; lige fra øl og plastik til vanilje og insulin.

Man indsætter et eller flere gener, der koder for et bestemt protein (som enzym der skal bruges i vaskepulver) eller der kodes for enzymer, som skal fungere inde i cellerne og gennemføre biokemiske reaktioner for at fremstille et bestemt stof (som enzymer, der kan forvandle sukker til alkohol). Derefter fermenteres cellerne i store fermenteringstanke, hvilket minder meget om en ølbrygningsproces.

Til sidst oprenser man produktet, om det er et protein, som insulin, eller et kemisk stof, som sødestof.

Cellerne selv kommer ikke i slutproduktet, de bliver faktisk dræbt, efter de har gjort deres arbejde og produceret det stof, vi havde brug for. Dermed indeholder ingen af produkterne GMO-materiale, og kan bruges til alt fra mad til plastik og biobrændsel.

 

---

Patent på optagelig gærselen

Danske Pharma Nord har ved hjælp af levende celler udviklet deres patenterede gærselen – SelenoPrecise, der igen og igen har vist sin effekt og optagelighed i undersøgelser.

Gærselen kommer fra gærceller, som dyrkes i et selenholdigt næringssubstrat. En af de ting, der gør gærselen så unik er dets indehold af methylselenocystein samt en lang række andre organiske selenforbindelser, som ligner den naturlige selen-variation, der findes i kosten, og som ifølge videnskabelige undersøgelser er vigtige.

Gæren inaktiveres efterfølgende ved hjælp af varme og bliver til et letoptageligt selenrigt proteinstof.