– Disse stamcellene kan bli til nesten alt mulig i kroppen

Nyrene er kroppens avfallssorterings-anlegg. De håndterer 180 liter væske hver dag. Så filtrerer de ut det som skal ut av kroppen. Avfallsstoffene tisser du ut, mens alle de nyttige stoffene sendes tilbake i kroppen for å gjøre jobben sin.

Derfor er det nyrer Vu Nakstad, Aman Chahal og Margrét Sigfúsdóttir lager i laboratoriet i Trondheim.

Nakstad og Chahal er forskere og Sigfúsdóttir ingeniør hos SINTEF. Jobben som de gjør, skal gjøre det mulig å finne ut hvor godt kroppen tåler alt fra miljøgifter til ny medisin.

Slik ser det ut, organoidet av en nyre, dyrket fram av det som opprinnelig var en blodcelle. De gule delene filtrerer ut avfallsstoffer fra blodet. De rosa “rørene” sorterer nyttige stoffer fra avfall. Det blå er DNA. Foto: SINTEF VIS MER

Hudceller ble til nyrer

– Vi lager organoider. Det vil si miniorganer. Det har kommet ny og spennende organoide-teknologi der vi kan ta hudceller eller blodceller og reprogrammere dem tilbake til å bli stamceller. Så kan disse stamcellene bli til nesten alt mulig i kroppen, sier Vu Nakstad.

Når hun skal forklare hvordan det virker, sammenligner hun med å klippe av et blad fra en plante, for så å programmere bladet tilbake til å bli et frø.

– Det vi gjør, er å lage labversjonen av friske mennesker.

– Når vi blir til, består vi bare av sånne stamceller. Cellene får signalstoffer slik at de klarer å skjønne om de skal bli hjerne, armer eller føtter, forklarer hun.

Små rør filtrerer og sorterer

Hos SINTEF får stamcellene de signalstoffene som forteller at de skal bli til en nyre. Alternativet ville vært å lage en lever i miniversjon: Leveren er det andre organet i kroppen som håndterer eventuelle giftige stoffer.

Når stamcellene får disse signalstoffene, lager de celleklumper. Det klarer de helt på egenhånd. Forskerne tilsetter en komplisert «hydrogel» – en gelé som gjør at cellene trives og føler seg hjemme i kroppen. Så formes klumpene ved hjelp av kommunikasjon mellom naboceller og de riktige signalstoffene.

Margrét Sigfúsdóttir jobber med celler i sterilbenken. Foto: Silje Grytli Tveten, SINTEF VIS MER

Det de norske forskerne har fått til, er å lage klumper som organiserer seg selv. Det betyr at de lager strukturer med helt forskjellige egenskaper i én og samme klump – akkurat som i nyrene i kroppen.

– Forsøksdyr skal vi helst unngå å bruke. Dessuten er mus og rotter andre arter enn mennesker. Det betyr at det kan oppstå noe som vi ikke klarer å fange opp.

Ytterst i klumpene lages det glomeruli – den delen av nyrene som filtrerer ut avfallsstoffer fra blodet. I midten av klumpene kommer det tubuli. Det er de små rørene som sorterer de stoffene som kroppen har lyst til å ta vare på, fra de stoffene som er avfall og skal ut i urinen.

Ut med forsøksdyr 

Når forskerne i dag skal finne ut hva menneskekroppen tåler, må de enten teste på forsøksdyr eller på cellemodeller i et laboratorium.

– Forsøksdyr skal vi helst unngå å bruke. Dessuten er mus og rotter andre arter enn mennesker. Det betyr at det kan oppstå noe som vi ikke klarer å fange opp i mus eller rotter, men som kan gi bivirkninger i mennesker, sier Nakstad.

Forskerteamet: Margrét Sigfúsdóttir, Vu Nakstad og Aman Chahal har laget minivarianter av menneskenyrer. Foto: Silje Grytli Tveten, SINTEF VIS MER

Mange av de tradisjonelle cellemodellene, på sin side, gjenskaper ikke nødvendigvis det som skjer i kroppen. Når forskerne tester nye medisiner på cellene i en modell, er det ikke sikkert at de sitter igjen med riktig svar.

Tester medisinkombinasjoner

– Det vi gjør, er å lage labversjonen av friske mennesker. Så kan vi bruke denne labversjonen til å teste konsentrasjoner og kombinasjoner av ulike medisiner, miljøtoksiner og kjemikalier, slår hun fast.

Så langt har forskerne klart å få til nyre-organoider med flere celletyper og riktige strukturer.

– De har vi klart å lage i en 96-brønnsplate, sier Nakstad. Det vil si at mini-nyrene ligger i en fordypning på et brett og at hele brettet har 96 slike fordypninger. Det gjør at vi kan teste veldig mange forskjellige medisiner i én brønnplate, 

I slike 96-brønnplater som Aman Chahal viser frem, lager forskerne nyreorganoider. Foto: Silje Grytli Tveten, SINTEF VIS MER

Nå er teamet i gang med å utsette disse mininyrene for stoffer som de vet hvordan virker på kroppen. Siden de allerede vet om disse stoffene skader en ekte nyre, kan de få bekreftet at mininyrene virker som de skal.

Og når det ikke er tvil om at de virker som de skal, da kan de tas i bruk til å teste nye medisiner og sjekke hvor farlige giftstoffer er.