Projektanslag

Nya diabetesrön med ögat som laboratorium

Det levande ögat kan användas som ett minilaboratorium visar forskning vid Karolinska Institutet.Transplanterade celler får växa i ögonkammaren och kan studeras i avancerade mikroskop. Det är en unik metod som nu används för att förstå sjukdomsmekanismen bakom diabetes.

Per-Oliv Berggren står framför en presentation

Inom tio år beräknas 400 miljoner människor vara sjuka i diabetes. Det sker en snabb ökning, inte minst i Asien, berättar Per Olof Berggren, som är professor i experimentell endokrinologivid Karolinska Institutet.

– Det är en ruskig utveckling. Nu insjuknar barn redan i 3-4-årsåldern. Det innebär ett enormt lidande eftersom diabetes orsakar en långsam förtvining med många komplikationer, till exempel blindhet.

Langerhanska öarna

I många år har ett intensivt arbete pågått för att förstå uppkomsten av diabetes. Främst har Berggren och hans medarbetare inriktat sig på att kartlägga signalsystem i de insulinproducerande betacellerna som finns i bukspottskörteln. Cellerna ligger i små öliknande ansamlingar som kallas för Langerhanska öar. Men det har funnits ett stort problem. Cellerna har bara kunnat studeras in vitro, alltså i en cellkultur.

– Vi har länge vetat att för att nå fram till en verklig förståelse måste vi hitta en metod att studera cellerna i deras naturliga miljö i den levande organismen.

Cellodling i ögonen

Idén föddes att låta cellerna inkuberas i mus- eller råttögon. För en utomstående kan det låta märkligt, men det är känt sedan länge att ögats immunförsvar är mindre aggressivt och skulle kunna tillåta främmande celler att etablera sig är. Langerhanska öar transplanterades till regnbågshinnan hos möss. Snabbt visade det sig att förhoppningarna infriades. Cellerna fick kontakt med blodkärl och nerver och efter en månad hade en kopia av arkitekturen i bukspottskörteln byggts upp. En oväntad upptäckt var också att möss som gjorts diabetessjuka på konstgjord väg kunde botas från sin sjukdom genom transplantation av Langerhanska öar till främre ögonkammaren.

– Genom att spruta in ett ämne som heter streptozotocin slår vi ut alla de insulinproducerande cellerna och åstadkommer sockersjuka. När vi sedan transplanterar in Langerhanska öar i ögat så normaliserar vi blodsockret fullständigt. Cellerna fungerar alltså lika bra i ögat som när de sitter på sin vanliga plats i bukspottskörteln.

Användbar metod

Cellerna sitter fullt synliga på regnbågshinnan och kan avbildas i avancerade mikroskop. Med hjälp av fluorescerande markörer kan man dessutom följa de olika biologiska processerna: hur celler föds, växer till, interagerar och dör.

– Intressant är också att vi kan studera samma celler under lång tid. Vi kan göra mätningen dag ett, stoppa tillbaka djuret i buren och sedan komma tillbaka efter en vecka eller några månader, identifiera samma celler och göra nya mätningar.

Per Olof Berggren är hoppfull om att nå fram till en systembiologisk förståelse av diabetes.

– Man kan egentligen stoppa in precis vad man vill i ögat, som njurceller eller hjärnceller. Djuren uppvisarett fullständigt fysiologiskt beteende, mycket mer än vad vi hade vågat hoppas på från början.

_________________________________________________________________________________

– Vi är just nu ledande i världen på att förstå hur insulin frisätts från insulinproducerande celler och forskningen väcker stor internationell uppmärksamhet. Det är fantastiskt att med stöd från Stiftelsen kunna investera i skräddarsydd instrumentering som gör det möjligt att utveckla forskningen. Med multifotonmikroskop kan vi studera flera skikt i enskilda celler, trimma tekniken för imaging och ännu bättre kartlägga hela sjukdomsmekanismer.                                                    

Per-Olof Berggren, professor i experimentell endokrinologi, Karolinska Institutet                                                                                                                                   

Text Nils Johan Tjärnlund
Bild Magnus Bergström