Som alle der har haft kræft tæt inde på livet vil vide, er kemoterapi en hård og nådesløs kamp. De kemoterapeutiske stoffer er så giftige at det er et kapløb med tiden om at dræbe kræftcellerne inden patienten selv dræbes af kemoterapien. Problemet er at kemoterapi ikke er selektiv og derfor også dræber raske celler. Kræftbehandling ville være langt mere effektiv hvis man kunne finde på en metode til kun at udvælge kræftcellerne og først udløse giftstoffet når kræftcellerne var identificeret.
Grundforskning i biologiske membraner har for nylig ført til muligheden for at konstruere netop sådanne lægemidler. Grundideen minder om de meget omtalte 'smart-bombs' fra Golf-krigen som selv kan finde vej til målet og først udløses når målet er nået. Men hvor 'smart-bombs' til krigsførelse er mandsstore mekaniske indretninger drevet af computere, så er 'smarte' lægemidler ganske små biologiske nano-maskiner, som benytter naturens egen teknologi til at angribe kræftcellerne.
Det er langt fra trivielt at konstruere disse nano-maskiner og for at forstå de væsentligste principper må vi en tur ud i grænsefeltet mellem eksisterende videnskaber.

Grænsefeltets skyttegrav
Professor Ole G. Mouritsen har siden 1985 bedrevet grundforskning i biologiske membraners fysik. Hans baggrund er i komplekse fysiske systemer og materialefysik, men han opdagede hurtigt at de virkeligt svære og interessante videnskabelige udfordringer lå i grænsefeltet mellem eksisterende videnskaber, hvis grænser ikke er naturgivne, men snarere beror på historiske tilfældigheder.
Alle levende organismer er opbygget af celler og alle celler er omsluttet af biologiske cellemembraner. Disse komplekse og fascinerende strukturer bliver studeret af fysikere, kemikere, biokemikere, læger, farmaceuter og biologer med valg af metode som den væsentligste forskel. En fysiker vil således bruge redskaber fra teoretisk fysik til at forstå hvordan systemerne er skruet sammen, mens en biolog ville bruge redskaber fra studiet af celler og større organismer.

Naturens vaskemiddel
Cellemembraner består af molekyler der som bekendt er bygget af atomer, og fysikere kan derfor bruge redskaber fra studier af atomer til at beskrive opførslen af cellemembraner, om end der naturligvis opstår interessante nye fænomener når man skifter skala og kompleksitet.
Denne grundforskning i biologiske membraner har ført til en række spændende anvendelser. Et eksempel er de såkaldte liposomer der er en af naturens effektive nano-maskiner som forskerne kan bruge til egne formål.
Liposomer består blandt andet af fedtstofmolekyler (såkaldte lipider) der sidder i dobbeltlag, hvor halerne af lipiderne, kulbrintekæder, vender mod hinanden, mens lipidhovedet vender mod de vandrige omgivelser.
Der sidder også andre vigtige molekyler i cellemembranerne som for eksempel det protein der er den livsnødvendige natrium/kalium pumpe som i sin tid blev opdaget af J.C. Skou og for hvilket han fik nobelprisen i 1997.
Kolesterol er et andet eksempel på et vigtigt lipidmolekyle som udgør 30-50 % af cellemembranens dobbeltlag af fedtstoffer. De fleste har hørt at kolesterol er farligt, men hvis det ikke var for kolesterolmolekylets stive hale, så ville fedtkæderne i nabomolekylerne krølle sammen og gøre cellemembranen ubrugelig. Men for store mængder kolesterol er naturligvis også et problem og i vores velnærede dage skal man være varsom med for fedtfyldt mad.
En anden vigtig type nano-maskiner er enzymer, der er molekyler som hjælper med at nedbryde andre molekyler, for eksempel proteiner og fedtstoffer. En væsentlig gruppe er de såkaldte lipaser der hjælper med at klippe lipiderne, fedtstofferne, i stykker så de kan optages i kroppen. Det er det samme princip der udnyttes i vaskemidler, hvor enzymer hjælper med at nedbryde fedtstofferne i tøjet.

Smarte lægemidler
En måde at konstruere smarte lægemidler er derfor at bruge naturens egne nano-maskiner til dette formål. Man kan indkapsle giftstoffet i liposomer der selv er ugiftige og ved at konstruere liposomer med bestemte blandinger af særlige fedtstoffer og kolesterol kan man gøre dem helt tætte. Kræftceller har ofte en anden kemisk sammensætning end raske celler og udskiller blandt andet store mængder enzymer som nedbryder fedtstoffer og giver dem næring. Man kan lave liposomer som udnytter netop denne egenskab, således at liposomet nedbrydes ved kontakt med disse enzymer og giftstoffet frigives.
Man kan derfor indsprøjte liposomerne i blodårerne og lade dem cirkulere frit rundt i kroppen. På grund af deres diminutive størrelse kan liposomerne nå ud i kræftknuder som er porøse og der udløse deres giftige last. Det betyder at man også kan ramme de metastaser, som ellers har vist sig notorisk svære at behandle.
Der er meget spændende perspektiver i denne anvendte del af grundforskning i biologiske membraner. Der er således oprettet et firma, LiPlasome Pharma A/S, der ledes af Kent Jørgensen, som er én af Ole G. Mouritsens nære medarbejdere gennem mange år. Firmaet er støttet med betragtelige midler af Løvens kemiske fabrik og Bank Invest. Man skal selvfølgelig være opmærksom på at dette blot er begyndelsen på en lang proces som i bedste fald vil føre til egentlig behandling om tidligst 5-8 år.