Karuss er en karpefisk som lever på Sørlandet og Østlandet. Denne lille skapningen har en egenskap som gjør den spesielt interessant for forskere.

Store deler av året lever den nesten helt uten tilgang på oksygen. Dette gjør den på en tilsynelatende unik måte.

– Vi kaller karussen for selve mesteren av de artene som kan leve uten oksygen. Ikke bare fordi de overlever uten oksygen, men fordi de bevarer hjertefunksjonen og fremdeles er aktive, forteller postdoktor Lucie Gerber ved Institutt for biovitenskap på Universitetet i Oslo.

Sammen med flere andre forskere i forskningsprosjektet 3DR jobber Gerber med å finne ut hvordan karussen gjør dette.

Målet er å øke tilgangen på gode organer til organdonasjon.

I Norge brukes ikke organer fra mennesker etter hjerte- eller åndedrettsstans, men dette er nå under utredning.

Skadet av mangel på oksygen

En medisinsk utfordring er at organer som kan bli brukt til donasjon, kan være skadet på grunn av oksygenmangel eller lite oksygen over lengre tid.

Målet er å utvikle måter å ta vare på slike organer på, slik at de blir egnet for donasjon.

Ifølge Gerber er en av de aller mest kritiske stadiene for et organ den utfordrende prosessen når oksygen igjen skal tilføres.

– Da oppstår ofte det som kalles en reperfusjonsskade, forklarer Gerber.

Vev eller organer kan altså bli mer skadet når blod eller oksygen igjen blir tilført områder som har vært uten oksygen så lenge at celler allerede har fått litt skade.

Vanskelig transport

Organdonasjon handler ikke bare om å få tilgang til selve organet. Ofte finnes det for få organer, men det finnes mange andre utfordringer i tillegg.

Å transportere organet er utfordrende, men selve tilførselen av oksygen er kanskje det aller mest kritiske stadiet.

Derfor jobber forskerne med å fremstille en væske som kan beskytte organene. Denne væsken skal bygge på karussens spesielle egenskap for overlevelse.

Karussens hemmelighet

I noen kar i kjelleren ved instituttet svømmer fiskene som forskerne egenhendig har fanget i Nordmarka. Fiskene bærer på noen hemmeligheter som forskerne gjerne vil avsløre.

– Karussen er i stand til å beskytte organene sine selv når den ikke får tilgang til oksygen, også når den igjen får oksygen på våren. Vi vil gjerne finne ut hvordan den klarer dette, sier Lucie Gerber.

Den store ambisjonen er å fremstille en væske som kan beskytte organene, slik at de klarer seg bedre og kanskje fungerer bedre i en ny kropp.

– Denne væsken skal helst kunne beskytte organene fra skade, mangel på oksygen og også beskytte dem mot skader som kan oppstå når oksygen igjen tilføres, forklarer Gerber.

Eksperimenterer

I laboratoriet jobber forsker May-Kristin Torp med et spesielt instrument som hun har bygget selv. Ved hjelp av en væske som inneholder ulike salter, sukker og oksygen kan hun holde et musehjerte pumpende utenfor kroppen i timevis.

Ved hjelp av en metode som kalles Langendorff hjerteperfusjon, gjennomfører hun eksperimenter som kan være med på å løse utfordringene rundt organdonasjon.

Den avanserte metoden er nyttig når man ønsker å studere hva som skjer i et hjerte uten påvirkning fra hormoner, blod, blodceller og nerver.

Bevarer hjertet

Ioner fra saltene opprettholder det elektriske potensialet i hjertecellene. Et ion er et ladet atom. Når ioner beveger seg inn og ut av cellene lages det elektriske impulser.

Dette fører til muskelsammentrekninger som igjen utgjør et hjerteslag.

– Med denne metoden kan vi teste ulike væsker og finne den som best bevarer hjertets funksjon, forteller Torp.

Aktive også uten oksygen

Lucie Gerber viser frem karussen som forskerne har fanget i Nordmarka for å gjennomføre eksperimentene sine.

– Det finnes flere arter som kan leve uten oksygen, men ingen gjør det på en like raffinert måte som karussen, forklarer hun.

Fisken beholder bare noen gitte egenskaper. De bevarer hjertefunksjonen og er fremdeles aktive, men de kan for eksempel ikke se gjennom vinteren når isen fryser til.

– Gullfisk lever også uten oksygen, men ikke på en like raffinert måte som karussen. Og så har du ferskvannsskilpadden som et eksempel på en art som på sin side ligger helt stille og venter på bedre dager, forklarer Gerber.

Lager av energi

Karussen er en god modell å studere for å løse utfordringene rundt organdonasjon også av flere grunner.

– Den har skjulte talenter og hemmeligheter: Den har den største leveren i forhold til kroppsstørrelse sammenlignet med andre arter. Det gjør at den har et stort lager av energi. I tillegg har den en mekanisme som gjør at den kan unngå oppsamling av melkesyre som gjerne kan hope seg opp ved mangel på oksygen. Fisken klarer å omdanne melkesyren til etanol som den igjen kan kvitte seg med. I tillegg er det mange flere egenskaper vi gjerne ønsker å undersøke og lære av, forklarer Gerber.

For å komme nærmere inn på hvordan fisken beskytter seg, har Gerber gått i gang med å ekstrahere RNA-sekvenser for å se på hvilke proteiner de lager.

På den måten kan de finne ut av hvilke proteiner fisken trenger og hvilke den ikke trenger. RNA er molekyler i cellen. Molekylene har viktige oppgaver i produksjon av proteiner og regulering av hvilke gener som slås av og på.

– Vi ser på selve oppskriften til fisken: hva bør den produsere, og hva bør den ikke produsere.

For å gå enda mer i detalj så undersøker Gerber også ribosomet, en organelle, som faktisk oversetter instruksjonen fra RNA-et.

– Dette er en mer raffinert måte å undersøke genene på som enda sikrere fastslår at instruksen som sendes via arvematerialet gjennomføres, sier Gerber.

Undersøker hjerte og lever

Disse undersøkelsene er allerede gjort på hjernen til fisken. Nå jobber Gerber med å undersøke hjerte og lever.

– Noen av fiskene vi undersøker, har vært i tanker med oksygen, og noen har vært uten oksygen. Så sammenligner vi resultatene. Det er en stor jobb, og vi har et ambisiøst mål. Vi skal forsøke å lage en væske der de riktige proteinene og molekylene er aktive.

– Disse skal ikke produseres av organet, men tilføres direkte. Vi vil gi væsken de molekylene som er nødvendige for å bevare organet med minst mulig skade.

– Målet er ambisiøst, og veien er lang. Men dersom vi får det til, vil det kunne bidra til vesentlig flere organer for donasjon i fremtiden, sier Gerber.