Di Weekend REPORTAGE

Spindelkraft kan revolutionera sjukvården

Facebook
Twitter
LinkedIn
E-post
Öka textstorlek

SPINDELMAN. Professor Randy Lewis lyfter i första hand fram medicinska fördelar med det dyrbara materialet.

Axel Öberg

Spindelsilke är ett material som fascinerat mänskligheten i århundraden. Det är starkare än kevlar, mer töjbart än nylon och kan bidra till en revolution inom en rad industrier. Di Weekend har besökt Utah där ett fyrtiotal genmanipulerade getter mjölkas på spindeltråd.
Facebook
Twitter
LinkedIn
E-post

Det är en kall morgon och hårda vindar sveper över de öppna vidderna i Logan, en dryg timmes bilväg norr om Salt Lake City.

Professor Randy Lewis parkerar bilen på jordbruksanläggningen som tillhör Utah State University och leder vägen till en byggnad vars inneboende redan avslöjat sig med ihärdigt bräkande.

”Här har vi världens mest bortskämda getter”, säger Randy Lewis.

Det är dags för dem att mjölkas, vilket görs för hand varje morgon.

Varenda liter är värdefull. Sammanlagt producerar getterna 100 000-tals meter silkes­tråd varje dag och de är ensamma i världen om att ha blivit försedda med den spindelgen som gör det möjligt. Ett faktum som skapat rubriker världen över och fått Al Gore att prata om ”en bioteknisk revolution”.

FAKTA
SPINDELSILKE

Spindelsilke innehåller de starkaste fibrer som finns i naturen. Draghållfastheten är i paritet med härdat stål och stryktåligheten överträffar kevlar samtidigt som materialet är mer flexibelt och töjbart än nylon.

1990 klonades den första spindelsilkesgenen med hopp om att kunna producera materialet med hjälp av andra levande organismer.

I dag används silkesmaskar, kolibakterier, jäst och getter för att producera silkesprotein men i de flesta fall är proteinerna kortare och enklare än vad faktiska spindlar producerar.

Startups i bland annat USA, Tyskland och Kina tävlar om att bli först med att nå ut med produkter som innehåller materialet till konsumenter, bland annat i form av kläder och skönhetsprodukter.

Forskningsprojekt i bland annat USA och Sverige fokuserar framför allt på en rad olika former av medicinsk användning av materialet.

VISA MER

De första silkesproducerande getterna föddes i Kanada och tillhörde där ett privatägt företag som sedermera gick omkull. Getterna hamnade på ett universitet i Wyoming, blev fler och hamnade därefter i sitt nuvarande hem i Utah.

”Processen har blivit väldigt mycket mer sofistikerad och ­effektiv under åren. Vi får ut ungefär fyra gånger mer protein från getterna nu jämfört med när vi började, och har blivit ­bättre på att välja ut de getter som producerar de största mängderna protein”, säger Randy Lewis.

Stoppa ett skenande tåg

Människans jakt på spindelsilke går så långt tillbaka som till de romerska och grekiska rikena, där materialet användes för att lägga om sår. I Indiska oceanen används spindelnät för att fånga mindre fiskar.

Det största tygstycke som någonsin producerats av mate­rialet säger egentligen allt om hur stor utmaningen är när det gäller att uppnå massproduktion. Den väv av spindelsilke på 3,4 ­gånger 1,2 meter som blev klar på Madagaskar 2009 krävde 82 personers heltidsarbete under fyra års tid och silke från drygt en miljon spindlar. Ett projekt som dessutom har ifrågasatts vad gäller arbetsvillkoren för de inblandade.

Materialets unika egenskaper gör dock att jakten på ett sätt att nå skalbar produktion fortsätter.

I en studie från 2012 bevisades det att spindelsilke är så starkt och spänstigt att ett tillräckligt stort nät, precis som i en ­berömd scen i Spindelmannen, skulle kunna stoppa ett skenande tåg. Att en människa skulle kunna producera sagda nät förblir dock science fiction. Randy Lewis laboratorium har räknat på saken och det skulle krävas en diet på dryga 40 kilo kött om dagen för att ­producera tillräckliga mängder protein.

Faktum är dock att en penntjock lina av spindelsilke vore tillräckligt stark för att stoppa en Boeing 747 i marschfart.

Amerikanska flottan stöttar

Att försöka samla ett tillräckligt stort antal spindlar för att ­utvinna silke i större skala har visat sig svårt – de blir snabbt kannibalistiska om de måste samsas om utrymme.

I dag genomförs utvinning av materialet i huvudsak på tre olika sätt:

• Från genmodifierade silkesmaskar som försetts med den gen som resulterar i samma sorts protein som spindlar producerar.

• Från bakterieodlingar, där lättodlade bakterier producerar protein som sedan kan förädlas.

• Och så från getterna i Utah.

Randy Lewis forskning är beroende av statligt stöd och anslagen har bland annat kommit från den amerikanska flottan. Även om skottsäkra västar och andra typer av skyddskläder ofta nämns när spindelsilke kommer på tal är det inte där professor Lewis tror att den största och mest omedelbara nyttan finns.

”Jag pratar framför allt om olika former av medicinsk användning, där det finns stor nytta av flexibilitet och töjbarhet: Senor och ligament, artificiella blodkärl, stycken av spindelsilkestyg att använda vid operationer för bråck.”

Efter att ha lämnat farmen för laboratoriet rör han sig med snabba steg och visar hela den process som tar vid när den dagliga mjölkproduktionen anländer.

Han öppnar och stänger lådor fyllda med material gjort av spindelsilke: trådar, pulver, vätskor, gel.

Randy Lewis laboratorium var också först med ­vattenlösligt spindelsilke som ändrar konsistens och hårdhet ­beroende på hur det behandlas. Han ­nämner en rad exempel på hur materialet skulle kunna ­komma till medicinsk användning.

Dels genom att göra förbrukningsprodukter som katetrar långt mycket mer hållbara, dels genom att ­introducera biologiskt nedbrytbart lim som är ett hundra­tal gånger starkare än vad som används inom vården i dag.

”Om vi frystorkar gel med spindelsilke kan vi ta fram olika sorters material beroende på hur processen genomförs. När den frystorkade produkten sedan suger åt sig vätska förblir den rigid. Detta lämpar sig utmärkt för att göra implantat. Vi ser exempelvis krigsskador där ben splittras i bitar som inte går att hitta. Det här är en möjlighet att tillverka skräddarsydda bitar som passar in i benstrukturen och som, för exempelvis ett käkbrott, skulle minska konvalescenstiden drastiskt.”

”En gel med spindelsilke är väldigt stryktålig och kan behandlas med exempelvis antibiotika eller anti-inflammatorisk medicin. Den skulle exempelvis skydda hålet efter en utdragen tand och fylla andra funktioner vid tandkirurgi.”

»Helvetet är en ljuvlig plats« Prototyper från modeföretag

Materialets nästan mytiska dragningskraft har också gett det uppmärksamhet inom skönhet och mode. Ett naturligt material med teknisk överlägsenhet, och maximal exklusivitet och skrytfaktor, har fått tillverkare av så väl funktionskläder som haute couture att börja experimentera med spindelsilke.

Under modeveckan i Paris i höstas visade Stella McCartney upp en dräkt i spindelsilke för utvalda besökare backstage.

Precis som i fallet med en vinterjacka framtagen av North Face och en sko från Adidas handlar det om prototyper med syntetiskt spindelsilke, där en rad privata företag tävlar om att bli först med storskalig produktion.

Enligt James Carnes, kreativ chef på Adidas, har syntetiskt spindelsilke – som tas fram med hjälp av genmodifierade bakterier – potential att skapa en helt ny typ av produkter i lyxsegmentet. Anledningen är att materialet är biologiskt nedbrytbart. Utöver att de är betydligt lättare och stryktåligare ska produkter av spindelsilke också säljas med argumentet att de kan läggas i komposten.

Företaget Bolt Thread, som stått för materialet i flera av ovanstående exempel, tog i början av januari i år emot drygt 1 miljard kronor i nytt riskkapital.

Men syntetiskt framtaget spindelsilke kan fortfarande inte matcha originalet, och för Randy Lewis i Utah är utvecklingen inom hudvårdsprodukter och kläder föga upphetsande.

”Inte en enda av de privata aktörerna vill berätta hur starkt deras syntetiska material är. För mig handlar det där mer om marknadsföring än om det faktiska materialet.”

Men han har konkurrens när det gäller att ta fram spindelsilke för användning inom medicin – bland annat från Sve­rige. Tidigare i år meddelade KTH att man tagit fram en mycket stark tråd där spindelsilke, som framställts med bakterieodling, kombinerats med nanocellulosa från träd.

Forskningen leds av My Hedhammar.

”Jag tror mest på de användningsområden där olika former av bioaktivitet förekommer. I de fall där man i dag använder implantat kan silkesmaterialen användas som en brygga ­mellan materialet och kroppen så att det första kroppens celler möter är något som ser ut som kroppen”, säger han.

My Hedhammar nämner benimplantat och möjligheten att klä titan med bioaktivt silke som människokroppen då får lättare att ta till sig.

”Alla djurförsök vi har gjort har sett bra ut. Det är som om cellerna inte ser skillnad på silket och resten av vävnaden, just för att proteinet liknar det som finns i kroppen.”

På KTH odlas spindelsilke med hjälp av kolibakterier, och produktionstakten utgör inget hinder.

Forskargruppen på KTH arbetar just nu, tillsammans med ett utomstående före­tag, med att ta fram en certifierad produktionsprocess. Först då kan försök med att testa materialet på människor inledas.

Den allmänna uppfattningen om spindelsilke upplever My Hedhammar som positiv, samtidigt som hon förstår oron som omger bioteknik.

”Det är som med alla nya teknologier. Man måste använda det på vettiga sätt och det kan nog vara svårt för allmänheten att förstå. Vi behöver bli bättre på att förklara när det är bra och inte. Genmanipulering kan bidra med mycket bättre, säkrare och miljövänligare alternativ. Jag ser det bland annat som en möjlighet att komma runt bomullskrisen och andra processer som kräver massor av vatten och annat som i dag inte sker på ett hållbart sätt.”

»Livet med Gösta – det var magi« Motståndet mot genmodifiering

Randy Lewis, och andra forskare inom samma område, har ­också sina kritiker.

Att ta en gen från en spindel och placera den i en get är ­kontroversiellt, och motståndet mot genmanipulerade djur och grödor är utbrett i både USA och Europa.

”Men ta en titt på vad vi människor gjort med hundar genom naturlig avel. Folk korsar labradorer med pudlar och skapar alla möjliga nya hundraser och ingen bryr sig om att de djuren riskerar allvarliga hälsoproblem”, säger Randy Lewis.

”Här vet vi exakt vad vi håller på med och exakt vilken effekt det kommer att ha. Vi har gjort studier med tvillinggetter där bara den ena fått spindelgenen och det går inte att se några skillnader. Jag tycker inte man kan säga att det vi gör är fel när alla resultat visar att det inte finns några problem med det.”

Randy Lewis anser att motståndet mot genmodifiering inte är rationellt.

”För 25 år sedan förstod jag oron men vid det här ­laget bygger motståndet inte på vetenskap eller logik”, säger han, och utvidgar argumentationen bortom sitt eget forskningsprojekt.

”Förr eller senare tror jag att vi kommer bli ­tvingade att acceptera detta, för jag kan inte se någon annan möjlighet att förse hela världen med mat. 3–5 miljoner barn dör av infektionssjukdomar varje år. Om det är möjligt att odla bananer som innehåller vaccin, ta fram grödor som växer i torka eller grisar som producerar mindre fosfater och nitrat … varför inte?”