Young Investigator 2024

Andreas Hougaard Laustsen-Kiel

Han er bidt af slangegift

Professor
Danmarks Tekniske Universitet, DTU

Professor, centerleder og biotek entreprenør Andreas Hougaard Laustsen-Kiel har som den første udviklet en prototype af en human modgift mod slangebid. Hans ekspertise i giftstoffer har kastet nye projekter af sig, og i dag leder han en stor forskningsgruppe på DTU.

Mødet med to børn i Tanzania i 2011, den ene amputeret ved albuen, den anden ved knæet, gjorde varigt indtryk på den dengang 24-årige ingeniørstuderende Andreas Hougaard Laustsen-Kiel. Børnene var blevet angrebet af kobra-slanger, men de havde ikke adgang til modgift. Amputationerne har formentlig reddet deres liv. Det er ikke usædvanligt. Modgift er dyrt, i nogle lande svært at få fat på, og kvaliteten er svingende. Modgiften er fremstillet af udtræk af blodserum fra immuniserede heste ved hjælp af mere end 100 år gamle metoder. Den oplevelse satte ingeniørhjernen på arbejde. 

Lang historie kort: det lykkedes nogle år senere for Andreas Hougaard Laustsen-Kiel som den første i verden at udvikle eksperimentelle modgifte, som er baseret på antistoffer fra mennesker. Antistoffer er de proteiner, som immunsystemet sender ud i kroppen for at finde og bekæmpe vira, bakterier og andre skadelige stoffer. 

De nye typer af modgifte er nemmere at producere og distribuere og dertil mere effektive og skånsomme end de eksisterende. Og så har Andreas Hougaard Laustsen-Kiel med avanceret bioteknologi udviklet modgiftene til at dække flere typer af giftstoffer fra slanger, edderkopper og skorpioner. 

Det er nyt og unikt, og har katapulteret den danske professor ind i den internationale top af forskere inden for toksinologi, som er studiet af gift fra dyr, planter og mikroorganismer. Og det er en af grundene til at Andreas Hougaard Laustsen-Kiel modtager Young Investigator Prize 2024 fra 鶹.

“Prisen er en kæmpe anerkendelse af den forskning, som mine kollegaer, studerende, samarbejdspartnere og jeg har lavet,” siger professoren. 

En sort enke på væggen

Prismodtageren har en ph.d. fra Københavns Universitet, er uddannet civilingeniør fra DTU og er nu professor i antistofteknologi samme sted. Og så er han leder af Center for Antibody Technologies på DTU, som han etablerede i 2018 blandt andet med store bevillinger fra Det Europæiske Forskningsråd, ERC, Villum Fonden samt Wellcome. 

Her jonglerer et halvt hundrede forskere og studerende med avancerede bioteknologier for at udvikle antistoffer til forskning, diagnosticering og terapeutiske formål. Aktuelt arbejder de blandt andet på en vaccine mod allergi og immunterapi mod kræft. 

På Andreas’ kontor på DTU hænger på den ene væg et billede af en edderkop i overstørrelse, en sort enke, som han med sit team er ved at udvikle en modgift imod. På den anden væg hænger en afrikansk maske. 

Billedet og masken vidner dels om, at Andreas ægtefælle ikke deler hans smag i vægudsmykning, dels om hans særlige ekspertise i at analysere toksiner, og hans interesse i de tropiske sygdomme, som WHO har stemplet som ”negligerede”. Mange af dem findes i Afrika. 

Men hvorfor valgte han lige at studere gift fra nogle af de mest hårrejsende dyr på kloden?

”Det er nok fordi, at der er en tydelig anvendelse og nogle problemer, man kan løse, som kræver både kreativitet, dyb analytisk evne og ingeniørtankegang,” siger han. 

Andreas H. Laustsen-Kiel med en slange
Foto: Stine Rasmussen. 
”Syv skridt slangen” bliver den sorte mamba kaldt i Østafrika. For syv skridt er, hvad man siger, at man har tilbage, inden man falder om efter mødet med slangens hugtænder. I virkeligheden har man længere tid, men et bid er alvorligt. Giften fra et bid er tilstrækkelig til at slå 40 mennesker ihjel. Andreas Hougaard Laustsen-Kiel siger selv, at han blev forskningsmæssigt ”bidt” af den sorte mamba, da han gjorde den til genstand for sin ph.d. I Danmark er giftslanger ikke noget større problem, men på verdensplan dør et menneske hvert fjerde minut af slangebid. Og forgiftning efter slangebid er på WHO’s liste over 25 negligerede tropiske lidelser. 

”Jeg plejer at sige – for sjov – at jeg blev født ingeniør, men først blev anerkendt, da jeg var 25 år, nemlig da jeg bestod her på DTU. Jeg har altid været optaget af at skabe og opbygge nyt.”   

En stærk interesse for naturen spiller også ind. Andreas er rundet af en naturbegejstret og rejseglad familie. 

Både privat, under sin uddannelse og som forsker har han rejst meget, og har blandt andet opsøgt giftigt kryb i jungleområder og ørkener på flere kontinenter. 

Det var således i Costa Rica, at han lærte avancerede metoder til at analysere proteiner, studere stoffers giftighed og udføre forsøg med at neutralisere dem. Her studerede han den sorte mambas gift, og beskrev den i sin første videnskabelige artikel i 2015, endnu inden han var færdig med sin ph.d.

Med til at starte otte virksomheder

Andreas Hougaard Laustsen-Kiel er ikke alene ingeniør og forsker. Han er også entreprenør, lige som sin far i øvrigt, der også var inden for biotek.

Allerede inden Andreas afsluttede sin uddannelse på DTU var han i 2012 i gang med at starte sit første biotekfirma.   

Siden har han været med til at søsætte otte virksomheder, som omsætter forskningsresultater til produkter. 

Et af dem er et transportabelt diagnostisk værktøj til gavn for ofre for slangebid på savannen eller i junglen. Værktøjet kan afgøre, hvilken slange den uheldige har været i nærkontakt med. Et andet produkt er et middel, som styrker mikrobiomet i mave-tarm-kanalen ved at neutralisere skadelige stoffer, såsom toksiner fra skadelige bakterier, og beskytte de gavnlige mikrober. Et tredje produkt er et stof, som ruster landbrugsafgrøder til at trives i klimabelastet jord, som er tør og saltholdig. 

Kun en af de otte virksomheder har Andreas været nødt til at lukke, nemlig den, der skulle færdigudvikle den bredspektrede humane modgift og sætte den i produktion. Det kommercielle potentiale var ikke stort nok. Men virksomheden er blevet til et ”spin in” på DTU, og er langt i processen frem mod klinisk afprøvning. For behovet er der. Hvert år bliver flere end 5 millioner mennesker på verdensplan ramt af slangebid.150.000 af dem dør, og omkring tre gange så mange bliver amputeret.

Som entreprenør er Andreas stolt af, at han været med til at skabe mellem 100 og 120 arbejdspladser. 

”Det at skabe arbejdspladser og på sigt også produkter, der kan være med til enten at hjælpe ofre for slangegift, reducere vores klimaaftryk, eller at gøre noget ved infektionssygdomme, det synes jeg er meningsfyldt.” 

I indstillingen til prisen fremhæves det netop, at Andreas Hougaard Laustsen-Kiel har været med til at udvikle midler mod infektionssygdomme. Han har udviklet såkaldte nanobodies mod sygdomsfremkaldende bakterier som colibakterier og kolerabakterier. Nanobodies er små målrettede proteiner, som er lettere at producere og ændre end store proteiner.

Udvikler antistoffer med særlige egenskaber

I indstillingen til prisen fremhæves det også, at Andreas Hougaard Laustsen-Kiels forskning har ført til ny indsigt i, hvordan man udvikler og manipulerer antistoffer med dynamiske bindingsegenskaber. 

Andreas og hans team på DTU
Andreas med sine kollegaer fra Center for Antibody Technologies 

Det er vigtigt, fordi antistoffer, som for eksempel binder til et protein, som i særlig grad kommer til udtryk i kræftceller, også vil binde til raske celler, som udtrykker det samme protein. Men ved at tilpasse antistoffets bindingsegenskaber til kræftcellernes mikromiljø kan man bedre sikre, at de selektivt når deres mål, uden at gøre så meget skade på raske celler. For eksempel kan et antistof udvikles, så det binder bedst i et surt miljø. Kræftceller er storforbrugere af ilt, og deres mikromiljø er derfor ofte surt.

Selvom Andreas er dybt optaget af at udforske giftstoffer og antistoffer, er han overbevist om, at han i princippet lige så godt kunne have kastet sig over andre felter med samme entusiasme. 

”Jeg er meget lidt drevet af nysgerrighed og personlig interesse. Jeg synes, det er vigtigt at tænke over, hvor pengene giver mest gevinst for samfundet. Så det, jeg vælger at lave her, er langt mere drevet af, om det kan bruges til noget.”

Næste step er at skaffe midler til en ny ide: en platform med en kombination af metoder og teknologier, der kan styrke forskningscenteret internationalt. 

”Nu begynder computerkraften at være så god, og algoritmerne at være så trænede, så nu kan vi designe ting på computeren, der virker. Udnytter vi det i kombination med de eksisterende metoder, kan vi løse opgaver langt hurtigere og med større præcision.” 

Andreas har endnu ikke besluttet, hvad prisen på en mio. kr.  skal bruges til, men den må gerne skabe opmærksomhed. 

”Jeg håber, at prisen er med til at synliggøre, at forskning i slangebid, tropiske sygdomme og andre negligerede områder sagtens kan foregå på højeste niveau. Forhåbentligt vil prisen også være med til at åbne døre til nye forskningsområder og -samarbejder.”

Hvad er antistofteknologi? 

Antistoffer kender vi som de proteiner, immunsystemet sender ud i kroppen for at finde og eliminere skadelige stoffer. De er meget målrettede og kan binde sig til bestemte molekyler. Det gør dem velegnede både til forskning, diagnostik og behandling af sygdomme. 

Flere af de såkaldte biologiske lægemidler, som er kommet på markedet i de seneste år, er baseret på antistoffer. 

Antistofteknologi er metoder og teknologi, som forskere bruger til at udvikle og producere antistoffer. Et par eksempler på antistofteknologier er rekombinant antistofteknologi og fag-display.

Med rekombinant antistofteknologi sætter forskerne gener, der koder for antistoffer, ind i celler, som så producerer antistofferne. Teknologien gør det muligt at designe og ændre struktur og egenskaber i antistofferne, så de kan bruges til behandling af kræft, autoimmune sygdomme og infektioner.

Med ”fag-display” bruger forskerne bakteriofager, som er virus, der inficerer bakterier, til at oprette et slags bibliotek over proteiner, særligt antistoffer. Gener, som koder for forskellige proteiner, sættes ind i hver sin bakteriofag. Når bakteriofagen inficerer en bakterie, begynder bakterien at producere proteinet. Det sættes så fast på overfladen af bakteriofagen, og på den måde ”udstilles” proteinet, og forskerne kan se, hvilke gener, der koder for de enkelte proteiner. Teknologien bruges særligt til at udvikle antistoffer. Det er lidt af en revolution inden for udvikling af lægemidler, og de to forskere bag teknologien blev anerkendt med Nobelprisen i kemi i 2018.

 

Andreas Laustsen-Kiel i laboratoriet på DTU