Forestill deg en fremtid hvor vi kan dyrke menneskelige organer på små brikker og teste ut nye medisiner før de blir brukt i en pasient. Dette er ikke science fiction – det er realiteten forskerne ved Senter for biohybridteknologi i Oslo jobber med. 

I en ny episode av podkasten Nysgjerrige Norge møter programleder Kristopher Schau senterleder og professor Stefan Krauss. Han gir en innføring i hvordan organ-on- chip kan endre medisinsk forskning og personlig medisin.

Hva er et organ på en chip?

Teknologien bak organ-on- chip tilhører et felt kalt mikrofysiologiske systemer. Målet er å etterligne deler av menneskelige organer i laboratoriet.

– Vi skaper en modell av et organ på en liten brikke, forklarer Krauss.

– Disse inneholder mikrokanaler med væske som strømmer gjennom, akkurat som blodårer. Og levende celler som oppfører seg som de ville gjort i kroppen.

I motsetning til tradisjonelle cellekulturer, som ofte benyttes i forskning, gir organ-on-a-chip-teknologi muligheten til å studere dynamiske prosesser på en helt ny måte. For eksempel kan man se hvordan en levercelle reagerer på et legemiddel. Eller hva som skjer med en blodåre når blodtrykket endrer seg.

Organoider er små tredimensjonale samlinger av celler. De er dannet i cellekulturer fra stamceller fra spesifikke organ. Organ-on-a-chip og organoider går hånd i hånd.

– Mange av hjerne- og leverstrukturene er dyrket som organoider. Noen ganger blir også organoider integrert i en brikke, forklarer Krauss.

Testlab for personlig medisin

En av de største fordelene med organ-on- chip er at den kan bidra til skreddersydd behandling. Krauss forklarer hvordan dette kan brukes i kreftforskning.

– Vi kan ta celler fra en kreftpasient, dyrke dem på en brikke og eksperimentere med ulike behandlingsmetoder. På den måten kan vi teste ut hvilken medisin som fungerer best, før pasienten selv får den.

Denne teknologien er allerede i bruk i Norge. Senter for biohybridteknologi jobber med å utvikle slike modeller.

Det betyr at pasienter i fremtiden kan få behandling ut i fra hvordan deres egne celler faktisk reagerer – og ikke bare basert på generelle statistikker.

Utfordringer med teknologi og regulering

Potensialet er stort, men forskningen møter flere utfordringer. Teknologien krever ekstrem presisjon. Det er avgjørende at modellene gjenspeiler biologiske prosesser i kroppen. 

For eksempel må forskere sørge for at cellene på en chip reagerer på legemidler på samme måte som de ville gjort i et ekte organ. Små avvik kan føre til feilaktige resultater og skape utfordringer for videre testing.

I tillegg er regulering av denne typen teknologi fortsatt i utvikling. Helsemyndigheter må sikre at organ-on- chip-systemer kan brukes på en trygg og effektiv måte i medisinsk forskning. 

Det gjenstår også spørsmål om hvordan denne teknologien kan tilpasses standard testmetoder for legemiddelindustrien.

Fra hjerne til lever – hva kan simuleres?

Så langt har forskere klart å modellere nesten alle organer ved hjelp av organ-on-chip eller organoid teknologi. Blant annet lever, lunge og hjerte. Selv deler av hjernen etterlignes gjennom avanserte modeller.

– Det er enormt utfordrende, fordi organene er så komplekse, sier Krauss.

– Men vi har kommet langt i å forstå hvordan vi kan gjenskape ulike funksjoner i mikroskala.

For hvert nye fremskritt øker håpet om at vi kan bruke organ-on- chip eller organoid-teknologi til å modellere sykdommer som Alzheimer og Parkinson. Ved å utvikle slike modeller kan forskerne teste behandlinger før de prøves ut på pasienter.

Kan vi dyrke organer til transplantasjon?

Et annet felt som er i rask utvikling, er muligheten for dyrking av organstrukturer fra stamceller. Krauss leder et europeisk prosjekt som undersøker om det på sikt er mulig å dyrke organstrukturer for transplantasjon.

– Vi vet at det er en enorm mangel på organer for transplantasjon. Hvis vi på sikt kan utvikle funksjonelle organer fra pasientens egne celler, vil det kunne redde mange liv, forklarer han.

Foreløpig er det langt frem. Men forskerne tar stadig nye skritt mot mer komplekse organmodeller.

Etiske utfordringer – og enorme muligheter

Teknologien åpner for en rekke etiske spørsmål. Hva skjer for eksempel når vi kan lage hjernevev i en chip? Vil det ha en form for bevissthet?

– Vi må alltid balansere vitenskapelig nyvinning med etiske vurderinger, understreker Krauss.

– Derfor samarbeider vi tett med etikere og jurister for å sikre at forskningen vår holder seg innenfor trygge rammer.

Selv om det fortsatt er mange utfordringer, er potensialet i organ-on- chip og organoid teknologi enormt, ifølge Krauss.

– I årene som kommer kan vi forvente at denne teknologien vil spille en stadig større rolle i alt fra legemiddelutvikling til behandling av alvorlige sykdommer, sier han.

Kanskje vil en av fremtidens store medisinske revolusjoner skje på mikroskopiske brikker i laboratoriet. 

Hør hele episoden her:

Artikkelen er produsert og finansiert av Norges forskningsråd

Norges forskningsråd er én av over 80 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Fikk du med deg disse artiklene fra Norges forskningsråd?

• 

  Kristopher Schau møter forskere: Dette gjør rytme med kroppen

• 

  Fremtidens fertilitet: Slik kan miljøgifter og Tinder påvirke fruktbarheten

• 

  Kristopher Schau møter forskere: Kan vi lage datateknologi som ikke sløser energi?

• 

  Kunstig intelligens: – Algoritmene skal jobbe for oss, ikke omvendt

• 

  Kristopher Schau møter de norske nobelprisvinnerne: Nå kommer Moserne med nye funn om hjernen

• 

  Dette aksepterer amerikanerne som en del av livet, men ikke nordmenn

Les flere saker fra Norges forskningsråd her.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER