Kunstige leverceller laget av stamceller fra menneskehud, ved hjelp av såkalte små molekyler. (Foto: Gareth Sullivan)
Kunstige leverceller laget av stamceller fra menneskehud, ved hjelp av såkalte små molekyler. (Foto: Gareth Sullivan)

Lager syntetiske celler på lavbudsjett

Norske forskere har utviklet en metode for å lage syntetiske leverceller til en brøkdel av dagens pris.

Published

Det er dyrt å lage syntetiske leverceller. Men det å ha god tilgang til syntetiske leverceller vil kunne øke vår forståelse for alvorlige bivirkninger av medisiner og leversykdom. 

Forsker Gareth Sullivan ved Institutt for medisinske basalfag og hans forskergruppe ved Universitetet i Oslo har nylig publisert en studie hvor de viser at såkalte små molekyler kan brukes til å lage leverceller basert på stamceller.

Med metoden de bruker, blir kostnaden for å lage kunstige leverceller kraftig redusert. Det vil, ifølge forskerne, komme mange pasienter til gode.

Og kanskje betyr det at en kunstig lever basert på syntetiske menneskeceller kan bli en virkelighet.

Gareth Sullivan (t.v.)og Rick Siller mener en billigere metode for syntetiske leverceller vil øke vår forståelse for alvorlige bivirkninger av medisiner og leversykdom.  (Foto: Gunnar F. Lothe/UiO)
Gareth Sullivan (t.v.)og Rick Siller mener en billigere metode for syntetiske leverceller vil øke vår forståelse for alvorlige bivirkninger av medisiner og leversykdom. (Foto: Gunnar F. Lothe/UiO)

En sjelden ressurs

I dag blir medisiner testet på dyr før de gjøres tilgjengelig for befolkningen. Problemet er at slike såkalte dyremodeller i forskningen ikke alltid er representative for hvordan et menneske reagerer på medisin. Dermed kan noen pasienter få alvorlige skader av medisiner som er ufarlige for de fleste.

For å minimere slike bivirkninger må forskerne bruke modeller i forskningen som etterligner menneskets reaksjon på medisiner.

– Leverceller blir brukt på mange områder i forskning og farmasøytisk industri, blant annet ved testing av medisiner. Men cellene med best kvalitet er forbeholdt levertransplantasjoner, forteller Sullivan.

Derfor er det et stort behov for alternativer, og Sullivans gruppe har utviklet en metode som kan fylle dette tomrommet. Når tilgangen på naturlige celler er så begrenset og av så varierende kvalitet, er svaret å lage syntetiske celler fra stamceller, nærmere bestemt det som kalles «induserte pluripotente stamceller».

Slike stamceller lager forskerne ved å omdanne hudceller til celler som ligner stamcellene i menneskeembryoer. Cellene kan deretter omdannes til en hvilke som helst type celle, inkludert leverceller.

Dyrt

– Problemet har vært å reprodusere disse cellene i høy nok kvalitet og til en pris som gjør at forskere kan bruke dem rutinemessig i laben, sier Sullivan.

Til nå har vekstfaktorer vært det åpenbare valget for å omdanne stamceller til leverceller. Vekstfaktorer er naturlige proteinforbindelser som finnes i kroppen, og deres jobb er å gi cellene et «hint» om å omdanne seg til en annen celletype.

Dette er en prosess som er svært vanskelig å gjenskape i et laboratorium, fordi cellen må omdannes gjennom flere steg. Hvert enkelt steg krever en egen type vekstfaktor. Det er ikke lett når vekstfaktorer både er dyre og har veldig variabel kvalitet.

– Vi må gjerne betale flere tusen kroner for å lage en porsjon med noen få millioner celler, et veldig lite tall i laboratoriesammenheng, forteller Rick Siller, som er doktorgradsstipendiat i Sullivans gruppe og førsteforfatter av studien.

Et annet problem er at produksjonen er vanskelig å reprodusere, slik at cellene blir like fra gang til gang.

Små molekyler

Små molekyler derimot er kjemiske stoffer som er hyllevare og betraktelig billigere enn vekstfaktorer. 90 prosent av alle medisiner er laget av vekstfaktorer.

Sullivan og temaet måtte pløye gjennom store mengder forskningslitteratur for å finne ut akkurat hvilke av disse små molekylene som kunne dytte cellene i den retningen de ville.

Det endelige resultatet var oppløftende. Celleproduksjon basert på små molekyler var etter alle solemerker like de cellene som ble laget ved hjelp av vekstfaktorer. Og viktigst: Prosedyren var både enkel å reprodusere og kosteffektiv.

Er 3D-printet lever det neste?

Funnet er ifølge Sullivan et stort skritt nærmere realiseringen av «personalisert medisin» – et moteord innen medisinsk forskning.

En viktig grunn til at alvorlige bivirkninger og leversykdom på grunn av medisiner er så utfordrende er nemlig de store genetiske variasjonene i befolkningen. Det er grunnen til at en person kan ha en livstruende reaksjon på en medisin som er helt harmløs for andre.

Siden ekte leverceller fra en donor aldri vil være representativ for en hel befolkning, vil det være av stor nytte å danne et bibliotek med oversikt over variasjonen i en befolkning. Slik kan forskere teste hvordan ulike mennesker vil reagere på medisiner før den klinisk testingen begynner.

Dette er en av mange områder som vil kreve en storskala produksjon av kunstige leverceller. Et enda mer spektakulært bruksområde kan være kunstige levere. 3D-printerteknologi er allerede i bruk for å produsere kunstig kroppsvev.

– Kanskje vi en dag vil se en 3D-printet lever laget av syntetiske celler, sier Sullivan.

Studerer barnesykdommer

– Vi er riktignok ikke kommet dit at vi at vi kan lage celler som er helt like cellene i kroppen vår.

Men det er nettopp dette som er det neste målet til forskerne i teamet.

Gruppen til Sullivan samarbeider nå med professor Laurence Bindoff ved Universitetet i Bergen og forsker Runar Almaas ved Oslo Universitetssykehus for å teste leversykdommer, særlig stoffskiftesykdommer hos små barn. Målet er å forstå disse sykdommene bedre og utvikle mer målrettet behandling.