I dag er utviklingen av nye medisiner en tidkrevende og dyr prosess. I snitt tar det mer enn 10 år å lansere en ny medisin på markedet. Mye av årsaken er at medisiner fremdeles testes på forsøksdyr, og rundt 90 prosent blir aldri noe av. Nye og lovende medisiners overførbarhet til mennesker er rett og slett ikke god nok. Historisk er typiske kvinnesykdommer mindre forsket på enn menns, noe som har skapt en ulikhet mellom kjønn.
Hva om det fantes en teknologi som kan gjøre medisinutvikling raskere? Dette jobber forskere over hele verden mot i dag. Teknologien kalles «organ-on-chip», og består av to teknologier i én:
- Mini-organer: Etterlikner organene vi har inne i kroppen. De dyrkes av ulike celler og blir til bittesmå ører, hjerter eller tynntarmer.
- Mikrobrikker: Basert på samme teknologien som finnes i datamaskiner og mobiltelefoner.
- Les også: Ørsmå organer kan nå vokse på en mikrochip – det gir oss banebrytende kunnskap
Kan utvikle nye medisiner for endometriose
For en kvinne med endometriose, en sykdom der vev som ligner slimhinnen i livmor vokser utenfor livmor, tar det i snitt sju til ti år å få stilt riktig diagnose. Sykdommen kan gi store smerter. Mange kvinner opplever feildiagnoser, fordi sykdommen i de fleste tilfeller bare kan påvises helt sikkert ved kikkhullsoperasjon. Så mange som 10 prosent av kvinner anslås å ha denne sykdommen, ifølge Endometrioseforeningen.
Lab on a chip: Dette er det som kalles biomems-brikker. I de to svarte hullene til høyre skal det strømme en væske. Denne måles i det bittelille prøvekammeret før den går ut igjen. Dette prinsippet brukes i mange sammenhenger innenfor medisin og biologi. Akkurat denne brikken er fra prosjektet COASTAL ved SINTEF MiNaLab. Det har som mål å minske negative konsekvenser av algeoppblomstring i havet. Foto: Mari Aftret Mørtvedt / SINTEF Digital
Det er altså et stort behov for å finne nye metoder for å oppdage sykdommen, og her kommer mini-organ teknologien inn i bildet.
Alt starter med et «mini-organ», et såkalt organoid. De består ofte av flere typer celler, som er like forskjellige som snøfnugg når det gjelder form og funksjon. Teknologien har kommet dit at i dag at vi kan danne tredimensjonale mini-organer som inneholder ulike typer celler. Dette er helt nytt, og annerledes enn å forske på én type celle alene. Mini-organer overlever i et lyserosa, næringsrikt basseng på størrelse med et fingerbøl.
Teknologien har kommet dit at i dag at vi kan danne tredimensjonale mini-organer som inneholder ulike typer celler.
Ved universitetet KU Leuven i Belgia har vi nå klart å dyrke mini-organer som gjenskaper endometriose. Dette har vi klart ved hjelp av celleprøver fra kvinner med sykdommen. Med «mini-endometriose» kan vi nå bruke til å teste nye medisiner. De kan gi sikrere og raskere resultat enn testing på forsøksdyr, ettersom de hentes fra en kvinnekropp. I vår forskning har vi funnet at sykdommen endometriose utvikler seg ulikt hos kvinner, noe som forteller oss at sykdommen ikke kan behandles som en «one size fits all».
Vil lage «mini-laboratorium»
Når mini-organene er i et næringsbasseng, er det vanskelig å systematisere en og en. Derfor har forskere nå klart å plassere dem på mikrobrikker, og slik få «organ-on-chip». Istedenfor å bruke elektroniske kretser med strøm, får mini-organene næring via kanaler på størrelse med et hårstrå, som frakter væske inn i brikkene. Mikrobrikkene «bygger en kropp» rundt mini-organene. Da kan vi utsette dem for bevegelse som simulerer for eksempel pust.
I SINTEF forsker vi på denne teknologien med mål om å skape «lab-on-a-chip», som kan gjøre testing av nye medisiner raskere og mer effektivt enn i dag. I dag gjøres dette i store analyse-laboratorium, som ikke er tilpasset de små mini-organene. Avanserte sensorer og målesystemer kan brukes til å identifisere hva slags egenskaper ulike organer har, og ved hjelp av dette vurdere effekten av ulike medisiner. I fremtiden vil dette kreve utvikling av miniatyriserte analyseplattformer, som SINTEF og UiO nå samarbeider om å utvikle.
Morkake på en mikrobrikke
Selv om teknologien er flere år fra å være moden, har den vist seg i enkelte tilfeller å kunne modellere mer presist hvordan menneskekroppen fungerer, enn forsøksdyr. USA har åpnet opp for at alternativer til forsøksdyr kan brukes for å godkjenne nye legemidler.
Dette er fremtiden, og den er ikke uoppnåelig. Forskere har allerede klart å simulere både mensen og morkake på mikrobrikker. Forskerne som klarte å dyrke morkake-celler på en mikrobrikke, kunne etterlikne hvordan medisiner overføres fra mor til morkake. Viktig informasjon for å kunne forstå hvordan et foster kan påvirkes av mors bruk av medisiner.
Skal vi lykkes med å likestille helsetilbudet til menn og kvinner, er det avgjørende at ny teknologi tas i bruk. Ved bruk av «organ-on-chip» vil det være like naturlig å ta utgangspunkt i alle kropper, uavhengig av kjønn. Foreløpig er vi i startfasen, men denne teknologien legger grunnmuren for hva vi kan forstå og forske på av andre helseutfordringer relatert til kvinnehelse, som hjerte- og karsykdommer.
Høres det ut som science fiction? Ja, men snart er det bare science.
Denne kronikken ble først publisert i Adresseavisen 8. mars, og gjenbrukes med avisens tillatelse.
