Combio A/S

Niels Westergaard, Director of Biology, Combio A/S, nwe@combio.dk, www.combio.dk

Combio A/S blev startet i september 2000 som et ”spin off” firma fra Carlsbergs Forsknings Center og SPOCC-centret (Center for Solid-Phase Organic Combinatorial Chemistry). Firmaets mission er at udvikle potentielle nye lægemiddel-kandidater på en hurtigere og mere profitabel måde ved hjælp af   screening af kombinatoriske stof-biblioteker lavet på fast fase. Combio’s arbejdsområde vil dække syntese, screening og præklinisk udvikling. Indtjeningen skal ske i form af udlicenciering/ salg af egne etablerede projekter samt i form af royalties og kontrakter fra samarbejdsprojekter med andre biotek-firmaer eller farmaceutiske virksomheder. Combio har på nuværende tidspunkt til huse i Carslberbergs Forsknings Center, men vil i løbet af 2002 flytte ind i egne lokaler på Carlsbergs område i Valby. 

Combio er en virksomhed i stærk vækst: På nuværende tidspunkt er der 19 medarbejdere, men målet er at være ca 40 medarbejdere med udgangen af 2002. Den daglige ledelse varetages af Kjell Stenberg, CEO; Gert Bolwig, Director of Business Development; Ernst Meinjohans, Director of Chemistry og Niels Westergaard, Director of Biology. Alle med erfaring fra leder-stillinger i den farmaceutiske industri.

Carlsbergs Forskningscenters direktør, Klaus Bock, er formand for Combios bestyrelse, der desuden tæller direktør Søren Carlsen, Novo A/S; direktør Claus Bræstrup, H. Lundbeck A/S og direktør Søren Mouritsen, Pharmexa.

Lægemiddel udvikling

Ideen til et nyt lægemiddel baseres på identifikation af et target-molekyle, typisk et enzym eller en receptor, som spiller en væsentlig rolle i en given sygdomstilstand. Når et target-molekyle er identificeret, valideres dette inden et egentlig screenings- og udviklings program startes. Det undersøges fx om der et medicinsk behov for den patologiske tilstand, hvordan patent situationen er omkring target-molekylet, om der er biologiske data der understøtter konceptet, og om target molekylet tilgængeligt i human form.

Når et nyt lægemiddel-target er identificeret og valideret, starter den egentlige udviklings fase (se Fig.2), Der nu skal etableres et screenings-assay med det formål at identificere kemiske strukturer, der interagerer med target-molekylet, og det er her at Combios teknologi kommer ind i billedet.

Combios teknologi

Combios teknologi er baseret på ideer af prof. Morten Meldal og patent beskyttet. På små resin-kugler syntetiseres kombinatoriske biblioteker (kaldet fast-fase syntese) på en sådan måde, så hver kugle får påsat (syntetiseret) en unik kemisk struktur (se Fig. 1). Samtidig kan man på samme kugle påsætte et substrat for det enzym, man vil screene imod. I den ene ”ende” af substratet er påsat et fluorescerende stof, og i den anden ”ende” er påsat en quencher, dvs et molekyle, der slukker for de fluorescerende egenskaber. Ved hjælp af denne teknik, kan man syntetisere mere end 100.000 forskellige kemiske strukturer som eet bibliotek i et syntesekar med et rumfang på mindre end en liter. Screeningen foregår også i syntesekarret: Target-molekylet tilsættes, hvorefter der inkuberes en given tid. I det viste eksempel i Fig. 1 er det enzym-inhibitorer, der skal identificeres. Det sker ved at belyse kuglerne med ultraviolet lys efter endt inkubation. Kugler der har en inaktiv substans påsat vil fluorescere, fordi quencheren bliver spaltet af når substratet omsættes. Kugler der har en aktiv substans påsat vil forblive mørke (ikke fluorescere). Denne forskel i fluorescens gør det muligt at sortere de aktive substanser fra de inaktive ved hjælp af en FABS (fluorescence activated bead sorting) maskine, der er istand til at sortere op til ca 300.000 kugler i timen. Når sorteringen er tilendebragt, kan de aktive substanser struktur opklares, ved hjælp af NMR og masse-spektroskopi, mens de stadig sidder på kuglerne .

Figur 1. Denne figur illustrerer syntesen af et kombinatorisk bibliotek ved hjælp af  ”split and combine synthesis” hvorved hver kugle vil få påsat en unik kemisk struktur. Se tekst for yderligere detaljer.

Herefter starter den egentlige præ-kliniske udviklingsfase, idet de aktive substanser nu skal karakteriseres i andre funktionelle modelsystemer (Fig. 2) først in vitro senere in vivo. Specielt er stoffernes farmakokinetiske og dynamiske egenskaber særdeles vigtige at få karakteriseret så tidligt i udviklingsprocessen så muligt. De informationer man får fra de forskellige undersøgelser vil blive brugt til at få lavet en struktur aktivitets sammenhæng, som så kan bruges til at designe nye stofbiblioteker og dermed stoffer med nye og bedre egenskaber. På sigt identificeres lægemiddel- kandidater, der kan indgå i den videre kliniske udvikling. Ved at anvende Combios screeningsteknik afkortes den præ-kliniske udviklings fase væsentligt sammenlignet med de standarder der eksisterer idag og dermed spares penge.

Figur 2. Et klassisk flow diagram for en screeningsproces. Target-molekylet screenes imod et kombinatorisk bibliotek ved hjælp af Combio’s teknik der er vist i Figur 1. Efter endt screening karakteriseres de aktive substanser eksempelvis i celle baserede assays, og derefter følger farmakologiske og toxicologiske studier. Under hele processen optimeres de kemiske strukturer så man ender med een eller flere lovende strukturer, der kan indgå i den videre kliniske udvikling.

Sammenlignet med konventionel fast-fase syntese er de kugler, der bruges af Combio af en sådan karakter, at de både er kemisk og biologisk resistente og derved inerte overfor de processer der foregår. Desuden er kuglerne gennemtrængelige (porøse), sådan at molekylerne ikke kun sidder på overfladen af kuglerne men også inde i selve kuglerne hvor også enzymerne kan diffundere ind. Dette gør, at det er muligt at påsætte ca 100 gange flere molekyler sammenlignet med fast-fase syntese på polystyren-kugler, og dermed opnås et markant større reaktionsvolumen til identifikation af nye aktive substanser. En kugle med en diameter på 200 mm kan bære 1-5 nmol stof.

Samarbejdspartnere

På nuværende tidspunkt samarbejdes med SPOCC centret på at yderligere udvikle den teknologiske platform. Desuden er der etableret samarbejde med Nordic Bioscience A/S (tidligere OsteoPro) om udvikling af nye enzym-inhibitorer for metalloproteinaser til behandling af knogleskørhed, men Combio er også klar til at indgå samarbejdsaftaler med andre biotek-firmaer eller farmaceutiske virksomheder.