Under våren 2020 var Fredrik Hööks forskargrupp på Chalmers tvungna att coronasäkra arbetet, precis som alla andra. Det fungerade förvånansvärt bra, konstaterar han i början av hösten på telefon hemifrån.

– Vi är ju i allra högsta grad experimentalister. Så ganska tidigt införde vi att det var tillåtet att jobba i labbet om man följde rekommendationerna om social distans. Vi seniorer som inte behöver vara i labbet arbetade hemma. Nu är vi på plats lite mer. Det är viktigt för de kreativa processerna att även träffa medarbetarna fysiskt, så de mötena har vi längtat efter.

Fredrik Höök är professor i biofysik, där man tar avstamp i fysiken för att studera frågeställningar av biologisk relevans. De biologiska fenomen han undersöker utspelar sig på nanonivå i och på ytan av celler. För att kunna se så små strukturer och partiklar krävs mycket känsliga instrument.

– Drivkraften för mig och mina gruppmedlemmar är att lösa problem som i mångt och mycket har identifierats av forskare som ligger närmare de biologiska, medicinska och diagnostiska frågeställningarna. Vi hjälper till med teknik- och metodutveckling och i den processen får vi en bred kunskap, säger han.

Tidigt i karriären var Fredrik Höök med och utvecklade och kommersialiserade ett framgångsrikt verktyg för analys av ytor, QCM. Hans forskargrupp har med åren utvecklat flera nya tekniker.

– Med QCM-metoden kunde vi på ett unikt sätt skapa och studera strukturer som efterliknar cellmembran. Vi har sedan dess fortsatt att lösa problem som relaterar till funktionen hos cellmembran och organeller i celler.

Botande nanokapslar

Utöver sin egen forskargrupp leder Fredrik Höök det industriella forskningscentret Formulaex som vill få fram nya sätt att behandla svåra sjukdomar. Tanken är att dra nytta av och efterlikna kroppens egna processer för kommunikation mellan celler. Nya biologiska läkemedel kapslas in i nanopartiklar som väl inne i kroppen söker upp specifika celler, tar sig igenom cellmembranet och kodar om cellernas genetiska maskineri.

– Det är inte osannolikt att vi kommer vaccineras med ett covid-19-vaccin som antingen är ett virus där man bytt ut det genetiska materialet, eller har en konstgjord bärare av ett genetiskt material som programmerar våra immunceller att känna igen och bekämpa en infektion av viruset. Men i Formulaex jobbar vi inte med vaccin, utan med att förstå de grundläggande mekanismer som ska göra läkemedel av den här typen mer effektiva och säkra.

I alla kroppsvätskor finns exosomer, mycket små kapslar som knoppas av från cellernas membran och förmedlar biologiska signaler och genetisk information mellan celler. Den här processen försöker man imitera i labbet med hjälp av konstgjorda cellmembran och nanokapslar.

När en nanokapsel injiceras som ett läkemedel så möts den av en komplex miljö full av proteiner och biomolekyler i blodet, eller i svalget om man ger medicinen via en nässpray, förklarar Fredrik Höök.

– Molekylerna binder till de här nanopartiklarna, och den interaktionen verkar vara avgörande för hur de sedan tas upp och processas av celler. Vi vill kunna kvantifiera vilka proteinerna är, hur mycket som binder till partiklarna och med vilken hastighet. Gärna på nivån enstaka nanopartiklar så att man kan identifiera exakt vilka egenskaper som är viktiga.

Oväntad observation

Det projektanslag Fredrik Höök får som Wallenberg Scholar ger honom frihet att lägga tid på oväntade upptäckter.

– Ja, det dyker ibland upp en fråga som kommer ur oförutsägbara observationer. Där man har all sin erfarenhet med sig när man identifierar den som viktig.

Fredrik Höök ger ett aktuellt exempel.

– När vi jobbade med utvecklingen av QCM-metoden så var det en frågeställning som alla visste komplicerade tolkningen av data. Men som ingen visste hur katten man skulle angripa. Nu tror vi att vi kommit på precis hur man ska göra. Det handlar om att extrahera det kompletta informationsinnehållet i en mätning som innehåller väldigt många parametrar.

Upptäckten är central för arbetet med hur nanopartiklar binder till proteiner inne i kroppen.

– Det är ett framsteg rent analytiskt som gör det möjligt att kvantifiera och förstå det vi studerar på ett annat sätt än vad som varit möjligt hittills.

”Plötsligt sker något oväntat i analysen av den data som samlats in. Man känner på sig att det är en värdefull observation som man vill gå vidare med. Det här anslaget ger mig den möjligheten.”

Samarbete nyckeln

Får Fredrik Höök bara välja en fråga han vill ha svar på, så är det hur nanopartiklar lyckas ta sig igenom de skyddande cellmembranen. En klassisk fråga som många hittills gått bet på.

– Förlängningen av den frågan är hur coronaviruset infekterar cellen. Lite förenklat så äter celler nanopartiklar. Vissa tas in i cellen, andra förstörs. Jag vill förstå vad som bestämmer det här. När vi försöker efterlikna den biologiska processen så blir den alltid mindre effektiv. Vi tror att vi börjar närma oss svaret på varför. Det krävs grundläggande biofysik för att lyckas, och nära samverkan mellan flera discipliner, säger han.

Text Susanne Rosén
Bild Adrian Gonzalez, porträttbild Johan Bodell