Niels Vander Elst

Under de senaste sju åren har jag specialiserat mig på bakteriofag-härledda endolysiner, enzymer med stor potential att bekämpa antibiotikaresistenta infektioner. Denna resa började under en praktik vid Stockholms universitet och har sedan dess utvecklats till en personlig och professionell mission att översätta endolysinteknologin till kliniska och veterinärmedicinska lösningar i verkligheten.

Mitt arbete har konsekvent fokuserat på grampositiva patogener, särskilt Streptococcus- och Staphylococcus-arter. Detta fokus har lett till flera publikationer i Q1-tidskrifter, inbjudna föredrag på internationella konferenser – inklusive äran att öppna en session om framväxande teknologier – samt flera patentansökningar. En av dessa patenterade endolysiner går nu vidare till kliniska prövningar för en veterinär applikation, och en annan utsågs till finalist för University of Marylands utmärkelse ”Invention of the Year” år 2020.

Jag lyckades säkra konkurrenskraftig forskningsfinansiering i både Europa och USA, inklusive ett stipendium från The Belgian American Educational Foundation (BAEF), som stödde min forskning vid The Institute for Bioscience and Biotechnology Research (University of Maryland). Därefter genomförde jag en dubbel doktorsexamen i bioteknik och veterinärmedicin vid KU Leuven och Ghent University, finansierad av Research Foundation Flanders (FWO) i Belgien. I min nuvarande roll som postdoktoral forskare vid Karolinska Institutet fortsätter jag att utveckla endolysinteknologin genom att konstruera nästa generation av molekyler för att övervinna nuvarande begränsningar, såsom att mildra bakteriell antigenfrisättning vid lys, förbättra biodistribution och utveckla synergistiska kombinationer med olika antibiotikaklasser. Dessa insatser syftar till att föra teknologin närmare klinisk tillämpning och meningsfulla patientresultat. En nyligen publicerad studie som jag författade visade att endolysiner kan återställa antibiotikakänslighet hos β-laktam- och makrolid-resistent Streptococcus pneumoniae. Studien fick stor uppmärksamhet genom ett pressmeddelande, där flera medier (TV, radio) rapporterade om min studie, vilket placerade den stadigt bland de 5 % högst rankade forskningsresultaten enligt Altmetric. Mitt postdoktorala arbete fick också ett pris år 2024 vid det årliga Encephalitis-mötet i London.

Utanför laboratoriet är jag aktivt engagerad i akademiskt ledarskap och utbildning. Jag nominerades av mina kollegor och valdes in i ledarskapet för Junior Faculty vid Karolinska Institutet, där jag bidrar till att främja en levande och inkluderande forskningsmiljö. I denna roll tjänstgör jag även som representant för Junior Faculty i styrelsen för arbetsgruppen för öppen vetenskap. Dessutom bidrar jag till den medicinska utbildningen vid KI, där jag är involverad i undervisningen i neurohistologi för Sveriges nästa generation av läkare.

Jag brinner för vetenskapskommunikation och bidrar regelbundet med populärvetenskapliga artiklar för att föra in fagbaserade antimikrobiella medel i den bredare samhällsdialogen. Mitt långsiktiga mål är att bygga en bro mellan innovation inom endolysiner och dess kliniska implementering, för att leverera effektiva och tillgängliga antimikrobiella strategier, oavsett om patienten är människa eller djur.

Min forskning fokuserar på bakteriofag-härledda endolysiner, modulära enzymer som hydrolyserar peptidoglykanskiktet i bakteriella cellväggar, vilket leder till snabb osmotisk lys av grampositiva patogener. Tack vare deras förmåga att lysera bakterier externt när de produceras rekombinant, representerar endolysiner ett lovande alternativ till traditionella antibiotika, särskilt mot resistenta stammar. Dessutom uppvisar endolysiner stark antibiofilm-aktivitet och kan eliminera persisterceller, en viktig fördel vid kroniska och återkommande infektioner.

Även om forskningen kring endolysiner har utvecklats under de senaste årtiondena, har den rationella ingenjörskonsten av dessa enzymer endast fått verklig fart under de senaste 15 åren. På grund av deras modulära arkitektur kan endolysiner funktionellt optimeras genom domänbyte och fusionsdesign. Min doktorandforskning fokuserade på högkapacitets-ingenjörskonst av tredje generationens endolysinvarianter med utökad funktionalitet, inklusive intracellulär dödande kapacitet mot veterinärmedicinska Streptococcus-arter, såsom S. uberis. Detta arbete lade grunden för utvecklingen av endolysiner skräddarsydda för specifika veterinärmedicinska patogener hos mjölkkor, och inkluderade inlämnandet av ett patent där den konstruerade substansen nu går vidare till kliniska prövningar.

För närvarande, som postdoktoral forskare vid Karolinska Institutet, karaktäriserar jag välstuderade pneumokockendolysiner i cellkultur och in vivo-modeller, med särskilt fokus på infektioner i centrala nervsystemet. Mitt arbete syftar till att övervinna nuvarande översättningshinder genom att konstruera nästa generation av endolysiner som adresserar viktiga begränsningar såsom bakteriell antigenfrisättning vid lys, suboptimal farmakodynamik och begränsad penetration över biologiska barriärer. I vår senaste studie kunde vi visa att endolysiner inte bara kan passera blod-hjärnbarriären utan också återgöra β-laktam- och makrolid-resistent Streptococcus pneumoniae känslig för konventionella antibiotika. Detta fynd öppnar dörren för kombinationsterapier som förlänger livslängden för befintliga antimikrobiella medel.

Sammantaget kombinerar min forskning syntetisk biologi, proteinteknik och infektionsbiologi för att föra endolysiner närmare klinisk användning inom både human- och veterinärmedicin.

Läkarprogrammet vid Karolinska Institutet – Neurohistologi