Forekomsten af fedtleversygdom eksploderer på verdensplan og rammer op til 30 % af befolkningen i vestlige lande. Når man ser bort fra alkohol, er fedme og diabetes blandt de mest fremtrædende risikofaktorer.
”Der er enormt fokus på at se, om man kan gøre noget medicinsk for at dæmme op for denne eksplosion i forekomsten af fedtleversygdom,” siger professor Niels Bent Larsen fra DTU Sundhedsteknologi.
Sammen med kolleger fra Norge, Sverige, Tyskland og Tjekkiet har hans team på DTU Sundhedsteknologi udviklet en ny teknologi, der kan fremskynde processen med at finde nye lægemidler til bekæmpelse af leversygdomme. Deres resultater er netop offentliggjort i tidsskriftet Acta Biomaterialia.
”For at effektivisere udviklingen af nye lægemidler er der brug for modeller, som helst skal efterligne den ægte vares struktur og funktion mest muligt. Vi har derfor fremstillet en rigtig minilever i vores laboratorier. Vi har simpelthen 3D-printet en række kunstige blodkar og hældt levende leverceller ind imellem dem. Fordi siderne af disse kunstige blodkar er meget tæt på hinanden, kan vi give levercellerne de samme betingelser, som de har inde i vores lever. Ved at sende væske med næring og ilt gennem de kunstige blodkar kan vi holde dem kørende i månedsvis som et sammensmeltet leverlignende væv, der har bevaret sine leverfunktioner.”
Genskaber leverens miljø
Den menneskelige lever består af små enheder kaldet acini (acinus i ental), som har zoner, der udfører forskellige funktioner og har brug for forskellige mængder ilt og ernæring. Den zone, der er tættest på blodforsyningen, modtager mest ilt, hvilket understøtter omsætningen af energi og regulering af blodsukker, som er afgørende for at studere metaboliske sygdomme. Levercellerne forbruger ilten i blodet, der strømmer gennem de enkelte acinus, så zonen længst væk fra blodforsyningen modtager meget mindre ilt. Her er hjemstedet for de enzymatiske processer, der omdanner toksiner og lægemidler, som kommer fra tyndtarmen, til sikrere forbindelser. Men det er også her, hvor giftige biprodukter kan dræbe levercellerne, hvilket fører til permanent leverskade.
De nuværende metoder til modellering af leveren er tilbøjelige til hurtigt at holde op med at virke. De har heller ikke zoner med de forskellige iltniveauer og funktioner, der er nødvendige for på realistisk vis at kunne teste, hvordan leveren reagerer på forskellige lægemidler.
Forskerne har testet, hvordan det smertestillende middel paracetamol påvirkede cellerne ved forskellige iltniveauer. Undersøgelsen viste, at cellerne i den iltfattige zone var mere følsomme over for lægemidlet. Da paracetamol kun omsættes i netop denne zone, er det en god indikator for, at man har en levedygtig levermodel. Forskerne undersøgte også de proteiner, cellerne producerer, og fandt ud af, at deres fordeling mellem zoner var den samme som for acini i den menneskelige lever.
”Så vidt jeg ved, er vores model den eneste, der kun kan genskabe dette ægte miljø ved at få levercellerne selv til at producere den naturlige, gradvise ændring i ilt og metabolitter gennem acinus. Det tegner godt for fremtiden, at vi har været i stand til at fremstille rigtigt, levende væv, som vi kan overvåge og eksperimentere med i 3D og i et miljø, der nøje efterligner en ægte lever. Det giver os enorm stor kontrol og gør det muligt for lægemiddeludviklere at sætte yderligere fart på deres testprocesser,” siger Niels Bent Larsen.
