Stamcells-baserade läkemedelstester för metabola sjukdomar

Forskningsprojekt, 2014 – 2016

Vid utveckling av nya läkemedel föregår idag alla kliniska tester av försök på djur. I en undersökning [S.M. Paul Nature Rev. Drug Disc. 2010] involverande data från flera multinationella läkemedelsbolag framkom att hela 88% av alla substanser som sett lovande ut på djurmodeller i själva verket inte gav den önskade effekten under de kliniska testerna på människa. Dessa data ifrågasätter relevansen av djurstudier för läkemedelsutveckling och lyfter fram behovet av mer relevanta och etiskt acceptabla modeller för framtidens tester av läkemedel. I detta projekt sammanstrålar forskare inom famtidens biomaterial från Stanford University, från Molekylär Mikroskopi på Chalmers Tekniska Högskola, och från Stamcell Biologi gruppen, AstraZeneca, för att tillsammans utveckla morgondagens koncept för läkemedels screening. Vi kommer att utveckla artificiella vävnader bestående av stamceller som växer i en vävnadslik hydrogel matris bestående av proteiner med noga utvalda peptidsekvenser som kodar för att forma cellkontakt, skapa elasticitet och beständighet. Som första exempel skall vi optimera hydrogelens egenskaper så att de främjar utvecklingen av stamceller från human fettvävnad för att skapa en modell för läkemedel tänkta för metabola sjukdomar, främst diabetes och obesitas. Fördelarna är många: (i) cellerna kan erhållas från diabetes eller obesitas patienter utan större ingrepp och har således relevanta egenskaper både ur aspekten att de är från människa och att de motsvarar sjukdomsbilden; (ii) cellerna odlas direkt i en unik vävnadslik 3D miljö som kan optimeras på protein-sekvensnivå för att främja att cellernas naturliga ?in vivo? funktionalitet består under en längre tid och (iii) proverna är ideala för dynamiska mikroskopistudier av läkemedelseffekter på insulinsignallering och lipidinlagring på subcellulär nivå. Vi kommer att använda oss av en ny mikroskopiteknik, CARS mikroskopi, som inte kräver någon artificiell inmärkning utan istället probar naturliga molekylvibrationer i exempelvis lipiderna för att skapa bilder av den 3D fördelningen av lipiddroppar i fettcellerna. Detta innebär stora fördelar jämfört med dagens metoder som måste förlita sig på fluorescensinmärkning, då vi in en jämförande studie har visat att fluorescensinmärkningen missar alla mindre lipidinlagringar vilket ger en underestimering av cellernas lipidinlagring. Med CARS mikroskopi har vi således bättre chanser att ge en representativ bild av lipidinlagringsprocessen i fettceller. Effekten av aktiva substanser (läkemedelskandidater) på insulinintolerans och lipidinlagring kan därmed studeras med betydligt högre noggranhet hos humanceller med bibehållen funktionalitet. Detta gör att man skapar en för människan säkrare kunskap om effekterna av läkemedel innan kliniska studier initieras, vilket gör att associerade kostnader, tid och besvär kan minimeras - till godo för alla involverade.

Deltagare

Finansiering

Mer information

Senast uppdaterat