Hvordan studerer man en hjernesykdom uten å forske direkte på mennesker? Ved Institutt for medisinske basalfag ved Universitetet i Oslo arbeider professor Joel C. Glover og kollegene med å etablere nettopp et slikt forskningsverktøy. Ved hjelp av pasientderiverte stamceller, mikrofluidikk og avansert teknologi utvikler de en plattform som gjør det mulig å etterligne utvalgte sykdomsprosesser i hjernen – utenfor kroppen.

Et år etter oppstarten er prosjektet godt i gang. Forskerne har nå lært seg å lage ulike typer hjerneceller og støtteceller – og også annet vev, som muskelceller – ved å bruke stamceller fra pasienter. Parallelt samarbeider de med forskere i andre land for å utvikle metoder som gjør det mulig å lage enda flere celletyper.

– Vi har ALS og Parkinsons sykdom som utgangspunkt, men målet er å utvikle en plattform som kan brukes på mange ulike nevrologiske sykdommer, sier Joel Glover til Min hjernehelse.

Biologi og teknologi. Bakgrunnen er at flere nevrodegenerative sykdommer har biologiske fellestrekk. ALS, Parkinsons sykdom og frontotemporal demens (FTD) kan blant annet ha felles underliggende genetiske og patologiske mekanismer, som proteinopphopning i hjernen. FTD er en sykdom som ofte gir tydelige endringer i adferd og personlighet, og som deler biologiske likhetstrekk med både ALS og parkinsonlignende tilstander. Dette gjør det særlig viktig å utvikle modellsystemer som ikke er låst til én enkelt diagnose.

Kjernen i prosjektet er samspillet mellom biologi og teknologi. Sammen med partnere innen mikrofabrikkering utvikles mikro-fluidikkbaserte systemer – mikroskopiske nettverk av kanaler og kamre utstyrt med ulike substrater, dynamiske ventiler, elek-troder og kjemiske prober. Der kan celler vokse under nøye kontrollerte forhold. Ved å styre svært små mengder væske kan forskerne etterligne kroppens miljø rundt cellene og manipulere dem med stor presisjon, slik at de kan følge hvordan sykdomsprosesser utvikler seg over tid.

– Det unike med prosjektet er at vi tar i bruk et langt bredere spekter av mikro- og nanoteknologier enn det som har vært vanlig. Dette gir oss større muligheter til å manipulere og undersøke cellefunksjon dynamisk, og dermed dypere innsikt i sykdomsmekanismer, forklarer Glover.

Medisiner. Forskerne har blant annet utviklet egne testsystemer for å studere hvordan nerveceller vokser, kobler seg sammen og kommuniserer med hverandre. De arbeider også med teknologi som gjør det mulig å følge celleaktiviteten trådløst. Samtidig legges det vekt på etikk og god formidling.

– Målet er å gjøre overgangen fra grunnforskning til kliniske studier tryggere og mer treffsikker. Vi mener dette kan bli et betydelig sprang fremover, både for forståelsen av nevrodegenerative sykdommer og for utvikling av nye medisiner, sier Glover.

Forskningsprosjektet Integrated convergent technology for precision human tissue and disease modeling er finansiert med 15 millioner kroner fra Forskningsrådet og har en varighet fra 2025 til 2029. De første vitenskapelige publikasjonene er planlagt i 2026.

Pasientderiverte stamceller er stamceller som lages ut fra celler fra en bestemt pasient. Vanligvis tar forskerne en hudcelle eller blodcelle fra personen og «reprogrammerer» den tilbake til en stamcelletilstand. Disse kalles ofte induserte pluripotente stamceller, eller iPS-celler.