Menneskets mikrobiom: Den nye front mellem levnedsmiddelindustrien og farma-industrien.
Menneskets mikrobiom er betegnelsen for den mangfoldige samling af mikroorganismer, som befinder sig på og i menneskets krop. Der er flere bakterier i vores tarmflora, end der er celler i den menneskelige krop, og lægevidenskaben har i de senere år fået øjnene op for, at bakterierne i tarmen har en væsentlig position i at regulere vores sundhed, både fysisk og psykisk. Forskningsindsatsen på området er omfattende med fokus på identificering af disse mikroorganismer og deres indflydelse på vores sundhedstilstand. Og Danmark har et godt udgangspunkt for at få en førerposition og rolle i forskning og innovation på området. Vi valgte på Innovation Centre Denmark (ICDK) i Boston sidste år at dykke ned i dette nye område for at få en bedre forståelse for potentialet i udnyttelsen af mikrobiomer og forsøge at finde nye områder, hvor life science-miljøet i Boston og i Danmark kan samarbejde.
USA har en klar styrkeposition inden udnyttelsen af mikrobiomer. Det omfattende forskningsprojekt i USA "Human Microbiome Project" forløb fra 2007 til 2016 og kostede over 1,2 milliarder kroner. Projektet betragtes af de fleste som startskuddet, der for alvor bragte mikrobiomet frem i lyset. Projektet var finansieret af National Institute of Health (NIH) og resulterede i mere 650 videnskabelige artikler og en bølge af innovative løsninger.
Et tidligt eksempel på behandling inden for dette område er fækal transplantation, også kaldet FMT, for patienter med en sygdom, hvor tarmfloraen er ude af balance. Patienten får overført tarmbakterier fra en sund donor for at genoprette tarmfloraen. I dag er området globalt set fortsat forskningstungt, men visionære forskere, farmaceutiske virksomheder og start-ups er i fuld gang med at udvikle avancerede produkter og behandlingsformer, der bygger på forskning inden for feltet.
Feltet har udviklet sig signifikant, siden man startede på fækale transplantationer. Teknologier under udvikling er lægemidler, der bygger på sofistikerede samlinger af specifikke sundhedsfremmende bakterier, og metabolitter bedre kendt som postbiotika, der kan kurere f.eks. kræft.
Potentialet er enormt, og forskere over hele kloden arbejder på at udvikle løsninger. Det forventes for eksempel, at et mikrobiom-baseret lægemiddel til behandling af infektionssygdomme snart kommer på markedet. Midlet vil kunne bekæmpe en bakterie, der udgør en af de mest almindelige årsager til diarre efter antibiotikabehandling og er en kæmpe udfordring på hospitalerne.
Samtidig indikerer lovende studier, at mikrobiomet har en indvirkning på for eksempel COVID-19 samt et bredt spektrum af andre sygdomme fra kræft til psykiske lidelser og autisme.
Er det medicin eller fødevarer?
Mikrobiomet har også skabt en ny konkurrenceflade mellem på den ene side kosttilskud og på den anden side lægemidler. Probiotika, som beskrives som de levende bakterier, der har til formål at ændre på den mikrobielle tarmflora, er blevet markedsført i årevis af ernæringsvirksomheder, mens området for lægemiddelsektoren er nyt.
Mens mikrobiom-baserede lægemidler driver farmaceutiske virksomheder ind på FoodTech- og ernæringsindustriens territorium, læner innovation på ernæringsområdet sig i stigende grad op ad lægemiddelindustrien.
Dette kommer til udtryk i de partnerskaber, der for tiden etableres på kryds og tværs af de to industrier. Store aktører som ernæringsvirksomheden Nestlé har for eksempel indgået et strategisk samarbejde med den Boston-baserede biotekvirksomhed Seres Therapeutics. Et partnerskab, der i 2020 førte til fællesudvikling af mikrobiom-baseret behandling til C. Difficile og Colitis ulcerosa, og som kendetegner den innovative udvikling, der sker i krydsfeltet mellem farma- og ernæringsindustrien.
Medicin tilpasset dit personlige mikrobiom
Lægemidler vil i fremtiden i højere grad være skræddersyede til dig og dine unikke behov. Forskere har hidtil arbejdet med at karakterisere det enkelte menneske ved at tage udgangspunkt i genetik og miljø. Men med den store viden, vi har om mikrobiomet, vil man nu også inddrage din tarmflora.
Mikrobiomet står til at bringe en ny dimension til personlig medicin i forhold til både diagnosticering og behandling af et bredt spænd af sygdomme. Sekvensering af hver patients mikrobiom kan i den nærmeste fremtid blive almindelig praksis for at hjælpe med at udvælge optimal behandling til det enkelte individ, og mikrobiom-baserede lægemidler forventes at skulle indgå i og komplementere nutidens behandlingsmetoder.
Innovation inden for mikrobiomområdet forventes dermed at komme til at spille en vigtig rolle i udviklingen af lægemidler og behandlinger, der afspejler din unikke genetiske profil og livsstil.
Dansk forskning har en solid udgangsposition
Udviklingsarbejdet for at realisere personlig medicin forudsætter et intenst samarbejde på tværs af discipliner og opbygning af platforme, der forudsætter samkøring af sundhedsdata.
Danmark kan spille en essentiel rolle, da vores sundhedssystem og landsdækkende patientdata skaber et grundlag for en kæmpe dataplatform, der kan komme til at positionere Danmark som et førende land for datahåndtering og klinisk mikrobiomforskning.
Hovedstadsregionen og Skåneregionen rummer en af de største koncentrationer af fermenteringsingeniører og -aktiviteter i verden, og de danske og svenske forskere har adgang til unikke regionale og nationale biobanker og kohortestudier.
I Medicon Valley Alliance (MVA), Copenhagen Capacity og Invest in Skåne’s fælles initiativ ”The Microbiome Signature Project” samles industrien, forskere og investorer om at udfolde potentialet inden for mikrobiomområdet. Det er med til at styrke Danmarks position inden for området. Vi har på Innovationscenteret i Boston arbejdet tæt sammen med MVA om dette, både ved at inddrage relevante forskere fra Boston i projektet og ved i samarbejde at gennemføre en innovation camp.
Sarah Lidé, der er Senior Strategy & Project Manager ved Medicon Valley Alliance og leder af projektet, beskriver baggrunden for initiativet således:
”Med et life science økosystem i blomstrende vækst, adgang til unikke regionale og nationale biobanker og kohortestudier, og en af de største koncentrationer af fermenteringsingeniører og -aktiviteter i verden, udgør hovedstadsregionen, som en del af Medicon Valley, et exceptionelt spændende sted for mikrobiomforskning og -innovation.”
Forsøgsdyr har ikke den samme tarmflora
Mikrobiom forskningsfeltet har i lang tid levet i skyggen af klassisk medicinudvikling (måske delvist på grund af associationerne til toiletbesøg!) og er nu sat til at transformere standarden for diagnosticering og behandling af et bredt spektrum af sygdomme. Men udfordringerne på området er mangesidet og komplekse.
For at forskere skal kunne udvikle nye behandlingsmetoder, er det for eksempel nødvendigt at kunne eksperimentere på forsøgsdyr. Dette udgør en større forhindring, da dyrs mikrobiom er signifikant anderledes end menneskets, hvilket medfører, at forsøgsdyr som mus, grise og aber ikke kan bruges direkte som sammenligningsgrundlag for at udvikle fremtidige lægemidler.
”Derfor bliver det nødvendigt at udvikle translatoriske modeller, der er baseret på en kombination af de traditionelle dyremodeller, et menneskes humane mikrobiom og/eller kunstig intelligens (AI) for at kunne accelerere feltet for alvor” forklarer Aleks Engel, Partner ved Novo Holdings afdeling i Boston. Det er et godt eksempel på et forskningsfelt hvor Danmark kan komme til at spille en rolle.
På det regulatoriske plan er der også udfordringer, da det eksempelvis er ualmindeligt at bruge levende organismer i lægemidler – en praksis, der derfor endnu mangler standarder for.
En anden hindring er storskalaproduktion af de mikroorganismer, der kommer til at indgå i lægemidlerne. Det er en ny udfordring for medicinalindustrien, men Danmark har en særlig fordel ved århundreders erfaring i industriel fermenteringsproces, i sektorer som ølbrygning og andre områder af fødevare- og landbrugssektoren.
Danmarks lange fermenteringshistorie og ekspertise fra store veletablerede spillere som Chr. Hansen, Carlsberg, og Novozymes sætter derved Danmark i position til at kunne være ledende på storskalaproduktionsområdet af den globale mikrobiomscene. Mange gange taler vi i Danmark om, at vi har en vidensmæssig fordel inden for udvalgte brancher, men i dette tilfælde har vi både en vidensmæssig fordel og et industrielt forspring.
Investorerne i Boston kan se potentialet
Mikrobiomområdet har de seneste par år opnået betydeligt interesse fra primært amerikanske investorer, og det er tydeligt her i Boston, hvor flere nu har mikrobiom-fokuserede virksomheder som en del af deres investeringsporteføljer. Faktisk har Merck, Johnson & Johnson, Abbvie, BMS alle forskningsaktiviteter i Boston indenfor mikrobiom.
Mikrobiomområdet har de seneste par år opnået betydeligt interesse fra primært amerikanske investorer, og det er tydeligt her i Boston, hvor flere nu har mikrobiom-fokuserede virksomheder som en del af deres investeringsporteføljer. Faktisk har Merck, Johnson & Johnson, Abbvie, BMS alle forskningsaktiviteter i Boston indenfor mikrobiom.
Den anerkendte venture Capitalfond Flagship Pioneering, som er placeret i Boston, var en af de første til at se potentialet på området med deres investering i Seres Therapeutics helt tilbage i 2012 der fokuserede på C. Difficile-infektioner. Seres blev blandt andet udviklet sammen med Nestle Health Science, der er et andet eksempel på sammenhængen mellem levnedsmiddelindustrien og farmaindustrien. Figur 2 viser den positiv udvikling i investeringer i mikrobiom baserede virksomheder generelt og i særdeleshed indenfor VC investeringer.
Som hjemsted for adskillige mikrobiom-start-ups og frontløbere inden for forskning og innovation i medicinudvikling, er Boston unægteligt det globale mekka inden for bioteknologi. Figur 3 har samlet de væsentligste interessenter indenfor både forskning, investorer, farma- og biotekvirksomheder samt offentlige myndigheder. Det er vigtigt, at alle de førende institutioner inden for de 4 områder alle er repræsenteret, hvilket understreger forventningerne og potentialet til dette forskningsfelt.
Men Danmarks verdensførende ekspertise inden for industriel fermentering og kliniske forsøg, og de strategiske initiativer, der er blevet sat i vandet for at udnytte landets potentiale på området, er tegn på, at vi har fat i nogle yderst hensigtsmæssige værktøjer for at kunne udgrave, hvad der unægteligt kan beskrives som en biologiske guldmine.
ICDK Boston gennemførte i august en Innovation Camp med fokus på mikrobiom. Her havde vi samlet en gruppe af forskellige danske organisationer og virksomheder, der skulle mødes med relevante amerikanske kolleger.
Det ugelange program var sammensat af 9 sessioner, hvor den danske gruppe mødtes med så forskellige parter som Seventure Partners, Arranta Bio, Axial Therapeutics, Inc., Senda Biosciences, Kasper -laboratoriet ved Harvard University, CARB-X, OpenBiome, Ixcela og University of Virginia.
Fra dansk side deltog SNIPR Biome, Novo Holdings, Bioneer A/S, Copenhagen Capacity, GP Medical Devices A/S, Chr. Hansen, Novo Nordisk, Bacthera, Uset, Bio Amager og Hvidovre Hospital.
Det var en interessant blanding af ekspertise og kommercielle interesser, der førte til diskussioner om mikrobiominnovation og forhåbentlig vil være med til at plante et frø til fremtidigt strategisk samarbejde mellem Boston og Danmark på mikrobiom området.
Senere på året vil ICDK Boston også udgive en mindre rapport, der beskriver det samlede økosystem inden for mikrobiomområdet i Boston til information, inspiration og som opfordring til samarbejde for de danske interessenter og primære aktører.
Vi her i Boston står til rådighed for rådgivning og viden for danske interessenter, hvor man altid kan kontakte mig, Torben Orla Nielsen, eller følge os på LinkedIn for at holde sig orienteret om seneste aktiviteter og nyheder set fra Bostons perspektiv.