I dag tar det vanligvis ti til femten år å utvikle nye legemidler. Det er ikke uvanlig at halvparten av tiden brukes i laboratoriet for å undersøke hvordan cellekulturer og forsøksdyr reagerer på medikamentene. Først etter det er det mulig å gjennomføre kliniske forsøk på mennesker.
Nå utvikler forskere ved Universitetet i Oslo en helt ny metode som skal gjøre det mulig å halvere utviklingstiden av nye legemidler. Den nye metoden deres skal også kunne brukes til å tilpasse behandlingen den enkelte pasient.
Forskerne har konstruert en levende kopi av et menneskeorgan på en liten brikke. I første runde har de laget en kopi av leveren vår. Hele poenget er å forstå enda bedre hvordan de enkelte organene våre, slik som leveren, reagerer på legemidler.
Alle medisiner brytes ned i leveren. Denne nedbrytningen kalles metabolisme, eller stoffskifte på godt norsk. Leveren er stappfull av enzymer og har så mange som 500 funksjoner, hvor de viktigste nettopp er metabolisme.
– For å finne ut av hvordan leveren reagerer på legemidler, måler vi stoffene som er igjen etter nedbrytningen, forteller stipendiat Frøydis Sved Skottvoll på Kjemisk institutt og Senter for biohybridteknologi ved Universitetet i Oslo.
Sterk vekst av lettprodukter: Synlig i avløpsvann
Dannes av stamceller
Leverklumpen på brikken har omtrent halvannet tusen celler. Et sinnrikt system sørger for at alle cellene får den næringen de trenger. Minileveren er konstruert av forsker Gareth Sullivan og postdoktor Sean Harrison på Nasjonalt senter for stamcelleforskning og Senter for biohybridteknologi.
Denne minileveren kan lages på to måter. Den ene muligheten er å hente ut stamceller fra beinmargen og omdanne dem til leverceller. Den andre muligheten er å skrape av hudceller, gjøre dem om til stamceller og deretter omdanne dem til leverceller. Du kan sammenligne denne fremgangsmåten med å se for deg at en hudcelle er som en bibel der brorparten av sidene er limt igjen. Når hudcellen omdannes til en stamcelle, åpnes alle boksidene, mens andre sider i bibelen blir limt igjen når stamcellen forvandles videre til en levercelle.
Automatisk overvåking
De biokjemiske reaksjonene i levercellene blir analysert med massespektrometri. Med denne metoden skal det være mulig kontinuerlig å overvåke alle de biokjemiske reaksjonene i hver enkelt celle. I andre deler av verden gjøres dette manuelt. Det er tidkrevende.
Med den automatiske metoden kan de måle tusener av reaksjoner og stoffer samtidig. Forklaringen er at «organ på brikken» er koblet til et massespektrometer. Dette er verdens mest følsomme instrument.
Mannen bak denne ideen er professor Steven Wilson på Kjemisk institutt ved Universitetet i Oslo.
– Her får vi vite detaljert informasjon helt ned på molekylnivå om hva som samtidig skjer med tusener av biokjemiske stoffer, sier Wilson.
Uten dette arbeidet kreves det mye manuelt håndarbeid for å overvåke det hele. Nå kan de se på alle de biokjemiske endringene og fange opp informasjonen der og da.
– Det er mange i verden som forsker på «organ på brikke», men ingen andre i verden har koblet dette med en automatisk, biokjemisk analyse. Det er veldig spennende og gøy å få være med på noe nytt, poengterer Frøydis Sved Skottvoll.
Krise for vindkraft på norsk jord
Utvikle nye medisiner
Den unge stipendiaten fra Trøndelag jobber nå med å undersøke om den kunstige leveren fungerer på den samme måten som en ekte lever. Poenget med denne testen er å slå fast om minileveren kan brukes til å utvikle nye legemidler.
De siste årene har hun testet hvordan minileveren bryter ned heroin. Hun har valgt heroin fordi det medisinsk sett er godt kjent hvordan heroin brytes ned til morfin i en vanlig lever.
– Vi kan nå slå fast at den kunstige minileveren bryter ned heroin på samme måte som en ekte lever, men at det hele skjer noe saktere, sier Sved Skottvoll.
Hun skal også gjennomføre et eksperiment med Paracet. Dette kjente legemiddelet, som de fleste av oss bruker til å dempe hode- og muskelsmerter, er i store doser så giftig at det er brysomt for leveren å bryte det ned.
– Vi bruker derfor Paracet til å fremprovosere en forgiftning i minileveren, for å studere hvordan leveren reagerer når den ikke har det bra og om den sender ut de samme signalene som en vanlig lever.
Den dagen forskerne kan bevise at miniorganene på brikken fungerer på samme måte som organene våre i kroppen, kan den nye teknologien brukes til å utvikle nye medisiner mye raskere.
– Da kan legemiddelindustrien hoppe over dyreforsøk og gå rett på de kliniske testene. Om fem eller ti år burde systemet vårt være klart til å tas i bruk.
Persontilpasset medisin
Et av de store problemene i den medisinske verden er at pasienter med den samme sykdommen kan reagere forskjellig på lik behandling. Det gjelder særlig for kreftpasienter. Mens den samme behandlingen kan fungere utmerket for noen, virker den ikke for andre. Noen ganger er bivirkningene enorme.
I dag behandles pasienter etter prøve og feilemetoden. Mange lider unødig. Med den nye oppfinnelsen «organ på brikke» kan behandlingen bli bedre.
– Sykehuset kan da teste ut ulike medisiner og ulike doser i en kopi av pasientens eget organ på hver sin brikke. Her snakker vi om å kunne teste ut hundrevis av forskjellige behandlinger samtidig og velge den med best effekt, forteller Frøydis Sved Skottvoll.
Forskningsgruppen jobber nå med å koble ulike levende kopier av menneskelige organer i hop, slik som lever, bukspyttkjertel og fettvev, for å se hvordan disse organene fungerer sammen.
– Vi har også begynt å bruke teknikken til å sette oss inn i flere sykdommer. Vi skal nå se på hvordan kosthold påvirker leveren og hvordan kosthold og lever påvirker hvordan vi tar til oss medisiner. Hvis leveren er blitt utsatt for møkkamat i alle år, kan det påvirke hvordan medisinene blir behandlet i leveren, poengterer Steven Wilson.
Denne artikkelen ble først publisert i forskningsmagasinet Apollon.
Stabler nanopartikler som snøballer for å lage nye legemidler
