Fremtidens kur mot type 1-diabetes

Tidlig på 1980-tallet oppdaget forskere ved NTNU i Trondheim et stoff som kan vise seg å være nøkkelen til en varig kur mot type 1-diabetes. Av dette stoffet lages alginatkapsler. I dag er det flere forskningsinstitusjoner i verden som forsker på dette, men teknologien ved NTNU i Trondheim er helt i front på dette området.

- Alginatkapsler er små kuler som er laget av polymerer (mange enheter som danner en gelè). Hensikten med stoffet er å bekytte vev som legges inn i kulen, mot ødeleggelser av immunsystemet, sier Bård Kulseng.

Kulseng er spesialist i endokrinologi (hormonsykdommer) og arbeider som overlege ved endokrinologisk avdeling på St. Olavs Hospital i Trondheim. Han har gjort studier på bruk av alginatkapsler siden 1994, og da særlig på hvordan alginatkapsler kan brukes til å finne en kur mot type 1-diabetes.

Beskytter insulinproduserende celler

Insulin er det sentrale hormonet som styrer omsetningen av sukker (glukose) i kroppen og holder blodsukkeret på et stabilt nivå. Ved type 1-diabetes går kroppens immunforsvar til angrep på egne insulinproduserende celler og utsletter disse slik at det blir mangel på insulin. Dersom man forsøker å transplantere insulinproduserende øyceller fra en donor, vil kroppens immunforsvar ødelegge disse også. Men i fremtiden håper man altså å beskytte transplanterte øyceller med alginatkapsler. Det som er så unikt med alginatkapsler, er at de er tette nok til å holde immuncellene ute, men samtidig porøse nok til å slippe inn oksygen og glukose, og skille ut insulin.

- For å behandle en pasient kreves det flere hundre tusen alginatkapsler med insulinproduserende øyvev. Disse kapslene er svært små - 1/2 millimeter i diameter, sier Kulseng.

Ved andre transplantasjoner er man i dag avhengig av å gi immundempende medisiner. Disse medisinene øker risikoen for infeksjoner og kreft. Ved å bruke alginatkapsler tror forskerne de kan transplantere insulinproduserende øyceller, uten at det vil være nødvendig å gi immundempende medisiner i etterkant av transplantasjonen.

Lovende resultater

- Vi regner med at én donor er nok per pasient. Det betyr at antall donorer er veldig få i forhold til behovet, hvis dette viser seg å bli en effektiv løsning. Derfor er vi også på jakt etter alternative celler. Kanskje kan vi bruke stamceller eller andre insulinproduserende kulturer - for eksempel fra gris. Foreløpig er det viktigste å se om dette systemet fungerer i mennesker, sier Kulseng.

Tidligere har de satt inn tomme alginatkapsler og kapsler med insulinproduserende celler i rotter og mus, for å se hvordan kroppen reagerer. Resultatene er lovende.

- Men immunreaksjoner er forskjellig hos mennesker og dyr. Først skal vi nå gjøre tilleggsstudier på gris, for å se om immunreaksjonen varierer etter hvor i kroppen du plasserer alginatkapslene. Altså om reaksjonen er ulik ved plassering av kapslene i mage, tarm, under huden eller lignende, sier Kulseng.

Håper snart å kunne teste kapslene i mennesker

Hvis disse forsøkene med gris viser seg å være like lovende som hos rotter og mus, er neste steg å teste tomme alginatkapsler i mennesker.

- Da må vi søke Etisk råd om tillatelse til å gjennomføre en slik studie. Videre resultat avhenger av hvordan de stiller seg til dette, sier Kulseng.

Forskerne har sterk tro på at alginatkapsler i fremtiden kan gi en varig kur mot type 1-diabetes.

- Men konseptet er ikke ferdig utviklet, det er mye som gjenstår. Ofte oppdager vi nye utfordringer underveis. Vi har jobbet med dette i 20 år, men med ulike formål. Vi har jobbet mye med å forbedre gel-kulen, slik at den kan brukes i ulike sammenhenger - ikke bare til å behandle type 1-diabetes. Der har vi hatt stor fremgang. Alginatkapselen vi lager i dag, er helt annerledes enn den vi laget for tyve år siden, sier Kulseng.

Alginat blir også studert i forbindelse med kreftbehandling, det blir forsøkt i forbindelse med behandling av hjertesykdom, til sårbehandling, og til bruk innen industrien - for eksempel innen champagneproduksjon. Det blir ikke brukt bare som kapsler, men også - for eksempel - som flak.

- En alginatkapsel har ulike oppgaver etter hvilke celler du putter inni den, og hva de produserer. Det blir som en slags bioreaktor, sier Kulseng.

- Kunne vært satset mer

Allerede for tyve år siden ble behandlingsformen testet på et menneske. Det ble gjort i USA på begynnelsen av 1990-tallet, i en pasient som var nyretransplantert. I en tid var pasienten helt "frisk" og hadde ikke behov for å sette insulin. Deretter kom insulinbehovet tilbake.

- Det var veldig spennende å se disse lovende resultatene. Derfor jobber vi videre med dette. Det er fortsatt behov for enda mer basalforskning for å få et bedre system. Her i Norge har det vært begrenset med penger som er brukt på forskning på hvordan alginatkapsler kan brukes som behandling for type 1-diabetes. Det er forsket mye på bruk av alginatkapsler i industriell sammenheng, men det kunne vært satset mer på forskning som forsøker å finne en varig kur mot type 1-diabetes, sier Kulseng.

Kulseng er en del av Kapselgruppen ved NTNU. Kapselgruppen er forskere med ulike spesialfelt som har som mål å lage funksjonelle alginatkapsler for celleterapi. Kapselgruppen er et tverrfaglig samarbeid mellom Institutt for Kreftforskning og molekylær medisin og Insitutt for bioteknologi ved NTNU. De er også en del av et internasjonalt samarbeid som har som mål å finne en funksjonell kur mot diabetes i nærmeste fremtid.

De andre medlemmene i Kapselgruppen er Gudmund Skjåk-Bræk som er professor i biokjemi ved Institutt for bioteknologi og direktør for Norsk Biopolymerlaboratorium, Terje Espevik som er professor i cellebiologi ved Institutt for kreftforskning og molekylærmedisin, Berit Løkensgard Strand som er forsker ved Institutt for bioteknologi, Ann Mari Rokstad som er post.doc ved Institutt for kreftforskning og molekylærmedisin, Yrr A. Mørch som er stipendiat ved Institutt for bioteknologi, Liv Ryan som er overingeniør ved Institutt for kreftforskning og molekylærmedisin, Wenche I. Strand som jobber som ingeniør ved Institutt for Bioteknologi, og Bjørg Steinkjer som er bioingeniør og jobber ved Institutt for kreftforskning og molekylærmedisin.