Meny

Javascript verkar inte påslaget? - Vissa delar av Lunds universitets webbplats fungerar inte optimalt utan javascript, kontrollera din webbläsares inställningar.
Du är här

Kan fjärrstyrda nanopartiklar blåsa liv i trötta beta-celler?

Magnetiska nanopartiklar som får insulinproducerande celler från människa att hålla sig fräscha längre. Det låter som hämtat ur en science fiction, men kan bli verklighet tack vare forskning som fått stöd från Vetenskapsrådet. Syftet är att minska antalet djurförsök samtidigt som man förbättrar kvaliteten på forskningsresultaten.

Lägg namnet Langerhanska öarna på minnet. Namnet låter som ett semesterparadis, men de här öarna finns inte på en vanlig världskarta. Det är öar av celler inuti vår bukspottkörtel som bland annat producerar det livsviktiga hormonet insulin.

Lite beroende på vad vi äter stiger blodsockret olika mycket och då behövs insulin för att ta hand om sockret som maten bryts ned till. Man kan likna insulinet vid en nyckel, som låser upp och släpper in det nedbrutna sockret i våra celler, där det fungerar som en energikälla. Det här fungerar inte som det ska hos personer som drabbats av typ 1-diabetes, då betacellerna i värsta fall helt slutat att tillverka insulin. Blodet fylls då med socker, men våra celler svälter eftersom insulinet saknas. Även vid typ-2 diabetes är insulinproduktionen påverkad. Det här kan leda till allvarlig skada, eller i värsta fall livsfara för den drabbade.

Därför pågår forskning runt om i världen för förstå hur de Langerhanska öarna fungerar vid diabetes.

 

Forskarna vid Lunds universitet utvecklar en metod som baseras på magnetiska nanopartiklar som kan fjärrstyras. Partiklarna i filmen här fjärrstyrs och är 300 nanometer stora (att jämföras med ett hårstrå cirka 60 000 – 80 000 nanometer brett). Foto: Enming Zhang

Får inte tillräckligt med syre och näring

Men det finns utmaningar: det är svårt att få tag i dessa mänskliga mini-organ och de som finns att tillgå, från avlidna donatorer, blir snabbt gamla.

– När de Langerhanska öarna finns inuti vår kropp har de tillgång till näring via blodkärlen. Men när de tas ut från sin normala miljö, dör de snabbt. De går miste om naturlig blodtillförsel och får därför inte tillräckligt med näring och syre som de behöver för att hålla sig i bra skick, förklarar Enming Zhang, forskare vid Lunds universitet.

Att tillföra näring och syre i proverna på labbet räcker tyvärr inte; cellöarnas hölje är så pass starkt att näringen inte kan tränga sig igenom och ta sig in. Det faktum att det är svårt att forska på mänskliga cellöar gör att en stor del av forskningen därför genomförs på möss eller råtta. Det är något som Enming Zhangs metod skulle kunna ändra på.

Enming Zhang vill minska antalet djurförsök samtidigt som kvaliteten på forskningsresultaten förbättras.
Enming Zhang vill minska antalet djurförsök samtidigt som kvaliteten på forskningsresultaten förbättras.

Nanopartiklar gör membranet poröst

Det är här de fjärrstyrda nanopartiklarna kommer in. Enming Zhang använder en metod som baseras på magnetiska nanopartiklar som kan fjärrstyras. Forskargruppen har tidiga resultat som visar att de kan påverka höljet på cellöarna med hjälp av nanopartiklarna och göra det mer poröst.

– Nanopartiklarna rullar längs med höljet och ”karvar” på så vis upp små hål genom vilka syre och näring kan tas in. Syftet är att efterlikna de betingelser som cellöarna har i kroppen, säger Enming Zhang.

En cellö vars membran har blivit överdraget med nanopartiklar. Forskningsprojektet går ut på att få dessa nanopartiklar att rulla längs med cellöns utsida och på så vis göra små hål i membranet, genom vilka näring och syre kan ta sig in i cellön. Foto: Xi
En cellö vars membran har blivit överdraget med nanopartiklar. Forskningsprojektet går ut på att få dessa nanopartiklar att rulla längs med cellöns utsida och på så vis göra små hål i membranet, genom vilka näring och syre kan ta sig in i cellön. Foto: Xi

Vill öka livslängden på cellöarna i labbet

Nu funderar Enming Zhang på hur stark magnetisk kraft han ska använda för att få rätt snurr på nanopartiklarna.

– Det är en utmaning att bedöma krafterna som gör att partiklarna snurrar på utsidan av cellhöljet. Om den är för svag lyckas inte partiklarna skapa ett mer poröst skal. Men om den är för stark är risken att vi istället skadar cellöarna – och det vill vi inte, säger Enming Zhang.

Lyckas forskarna har de hittat ett sätt att hålla cellöarna fräscha under lång tid, vilket öppnar möjligheten för att forskare runt om i världen att kunna använda mänskliga cellöar i större utsträckning än tidigare. Och det är en stor vinst, enligt Enming Zhang, eftersom det skulle innebära att forskare kan genomföra fler studier under längre tid på de mänskliga Langerhanska öarna och på så vis minska antalet djurförsök.

 

Sidansvarig: