Projekt som fick anslag 2005
För 2005 beslutade Forska Utan Djurförsöks vetenskapliga kommitté att dela ut totalt 780 000 kronor i forskningsanslag, doktorandstipendier och andra projekt som främjar modern djurfri forskning. Här är listan över projekten som får anslag. Projektbeskrivningarna är forskarnas egna.
In vitro studier av cell-cell interaktion och inflammatoriska och mitogena mekanismer i en human kärlmodell
Torbjörn Bengtsson och Magnus Grenegård, Avd. för Famakologi, Inst. för Medicin och Vård, Hälsouniversitetet, Linköping
Hjärtkärlsjukdom, t ex hjärtinfarkt, är den vanligaste dödsorsaken i Sverige och andra industraliserade länder och den bakomliggande processen är ateroskleros (åderförkalkning). Ärftlighet och olika livsstilsfaktorer (t ex kost, rökning och stress) spelar en avgörande roll för risken att utveckla hjärtkärlsjukdom, men idag tror man också att en utdragen inflammation och infektion i kärlen är drivande processer. Behovet av bra modeller av ateroskleros för att studera bakomliggande mekanismer och utveckla nya strategier för att förebygga och behandla hjärtkärlsjukdom är mycket stor. Vi avser att inom ramen för ett nystartat strategiområde, CIRC (Cardiovascular Inflammation Research Center) vid Universitetssjukhuset i Linköping och Linköpings Universitet, utveckla en experimentell kärlmodell för att studera inflammatoriska och aterosklerotiska processer. Systemet utgörs av flödande isolerade humana blodceller och plasma över modellytor täckta med humana fibroblaster och endotelceller. Till detta kopplas ett avancerat mikroskopsystem. Syftet med att utveckla en sådan kärlmodell är att ersätta eller begränsa användningen av djurmodeller och erbjuda ett generellt system för forskning kring hjärtkärlsjukdom.
Datormodeller för prediktion av läkemedelstransport över cellmembran
Christel Bergström, Inst. för farmaci, BMC, Uppsala Universitet
I kroppens cellmembran finns proteiner som bl a skyddar cellen från för kroppen okända ämnen. Dessa s k effluxproteiner binder upp vissa läkemedel och kastar ut dem ur cellen. Då detta inträffar i exempelvis tarmen leder det till att endast låga koncentrationer av läkemedlet når blodbanan, vilket i sin tur resulterar i att den efterfrågade effekten av läkemedlet uteblir. Andra negativa effekter av effluxproteiner är att de kan leda till läkemedelsbiverkningar dels p g a den variation i mängden protein som finns hos olika människor och dels p g a att flera läkemedel kan tävla om att binda till proteinet. Dessa mekanismer resulterar i en oförutsägbar absorption av respektive läkemedel. Vi kommer att sätta upp experimentella provrörsmodeller för att identifiera vilka läkemedel som binder till dessa proteiner, och därefter använda experimentellt genererade data för att skapa teoretiska modeller för prediktion av läkemedel och proteininteraktionen. Om vi lyckas med detta kommer det att väsentligt minska antalet onödiga djurförsök i läkemedelsutvecklingen, då läkemedelskandidater med dålig absorptionsprofil har sorterats bort med hjälp av datormodellerna redan innan de syntetiserats. Således kommer de inte att prövas på djur.
En virtuell betacell som ett redskap att förstå och avhjälpa reducerad insulinfrisättning vid typ 2-diabetes
Anneli Björklund, Jeanette Hellgren-Kotaleski, Anders Lasner, Rolf Lufts Centrum för Diabetesforskning, Karolinska universitetssjukhuset, Stockholm
Vid typ 2 diabetes ökar blodsockernivån ju längre sjukdomen varar pga avtagande insulinfrisättning från ß-cellerna i bukspottkörteln. Detta leder till komplikationer från ögon, njurar, nerver samt hjärta/kärl. Det är därför angeläget att klarlägga vilka normala mekanismer för insulinfrisättning som inte fungerar vid typ 2 diabetes. Det finns minst 10.000 publicerade studier (baserade på djurförsök) där man undersökt ß-cellens ”stimulus-sekretionskoppling” dvs de cellulära signaler som leder till att insulin frisätts. Trots denna stora kunskapsmängd vet man ändå inte vilka mekanismer som leder till störd insulinfrisättning vid diabetes. Vi avser att skapa en datormodell av en ß-cell. Genom försök ”in computo” används modellen för att ta till vara redan befintlig kunskap. Därigenom reduceras antalet djurförsök till ett minimum. Projektet är ett samarbete med KTH (prof. Anders Lansners grupp).
Design av ett in vitro baserat cellsystem för prediktion av allergenicitet hos industriella produkter
Carl Borrebaeck, Avd. för Immunteknologi, Lunds universitet
Målet med detta projekt är att undersöka möjligheterna att utveckla tester som kan förutsäga rekombinanta proteiners (genetiskt modifierade på konstgjord väg) förmåga att orsaka allergiska reaktioner i människor. Det finns ett stort behov av att utveckla testmetoder där humant material används, eftersom antalet nya rekombinanta proteiner som används i läkemedel och mat ökar snabbt och därmed också antalet produkter som behöver testas. Djurtester är dåliga på att förutsäga allergi hos människor och dessutom finns det etiska skäl att minska användandet av djurtester. Dendritiska celler och cell linjer används som bas för anaylsystemet.
Neuronal cellmodell för detektion av milt ögonirriterande kemikalier
Anna Forsby, Inst. för neurokemi & neurotoxikologi, Stockholms universitet.
Draize’s ögonirritationstest på kaniner har sedan decennier använts för att studera om kemikalier orsakar ögonirritation. Metoden är mycket plågsam och resultaten som erhållits från metoden anses av många forskare inte vara vetenskapligt godtagbara. Stora insatser har därför gjorts för att utveckla alternativ till Draize’s ögonirritationstest och det finns nu cellbaserade metoder som indikerar svår ögonskada. Man har dock inte kunnat påvisa mild ögonirritation vilket kan bero på att man hittills inte har studerat nervceller, som är den celltyp som förmedlar smärtan. Med stöd från Stiftelsen har vi utvecklat en metod bestående av nervceller som kan "känna av" vissa kemikalier eftersom vi har fört in en gen för en smärtreceptor, sk. VR1. Med hjälp av det nu erhållna projektanslaget kommer vi att inleda en utvärdering av metodens användbarhet för att påvisa milt ögonirriterande kemikalier. Eftersom EU:s kemikalietestförslag bl a innebär omfattande undersökning av den ögonirriterande potentialen av 1000-tals kemikalier kan vår metod, tillsammans med andra in vitro-metoder, leda till att många, många kaniner slipper det plågsamma Draize-testet.
Neurotoxiska mekanismer för akut, systemisk toxicitet studerade in vitro
Anna Forsby, Helena Gustafsson, Inst. för neurokemi & neurotoxikologi, Stockholms universitet
Alla kemikalier måste genomgå en rad giftighetstester för att man ska veta att de inte påverkar människa och miljö. Enligt nuvarande regelverk ska de flesta testerna utföras på försöksdjur men det finns starka krafter som verkar för att dessa ska ersättas med säkra alternativ, speciellt sedan REACH-förslaget innebär att 30000 gamla kemikalier ska testas på ca 10 millioner djur. Projektet syftar till att utveckla och utvärdera metoder för så kallad akut systemisk toxicitet, d.v.s. då man mäter hur mycket av en kemikalie ett djur eller människa kan utsättas för vid ett tillfälle innan det dör. Eftersom många kemikalier är giftiga p.g.a. att de påverkar nervsystemet på något sätt är vår teori att dessa effekter kan studeras och mätas i celler som härstammar från nervvävnad. I vår cellmodell förväntar vi oss att kunna studera hur bl.a. narkotiska droger, läkemedel, insektsgifter och industrikemikalier påverkar nervretning, signalöverföring och energiförsörjning. Förhoppningen är att metoderna är lämpliga att använda som delar i en större samling av olika tester som kan beskriva en hel organisms respons på kemikalieexponering.
Odling av stamceller från munepitel: genuttryck och känslighet för programmerad celldöd
Roland Grafström, Inst. för miljömedicin, Karolinska Institutet, Stockholm
Syftet med detta projekt är att studera den celltyp som utgör grunden till all cellförnyelse i människans slemhinnor, s.k. epitelstamceller. Med utgångspunkt från munnens epitel ska nya odlingsmetoder utvecklas för att kartlägga mekanismerna för bildning och omsättning av stamceller. Den totala genuppsättningen kommer att analyseras för att avgöra hur stamceller skiljer sig från mognare stadier av epitelceller. Etablering av metodiken är sannolikt av stor betydelse för att finna alternativ till försöksdjur inom medicinsk forskning. Stamceller har stor potential att generera framtida ännu okända alternativa modeller till försöksdjur. Odlingsprotokoll för stamepitelceller från munslemhinna finns inte beskrivna, ej heller har epitelstamceller kunnat odlas utan serum. Sannolikt kan många sjukdomsförlopp, bl a utveckling av cancer, kopplas till stamcellers biologi. Liksom i våra tidigare projekt är den grundläggande avsikten att visa att cellodling har både etiska och medicinska fördelar inom forskningen.
(En del av anslaget kommer att användas till doktorandstipendium för doktoranden Claudia Staab.)
Reglering av insulinkänslighet i skelett muskulatur: Studier på primära muskelcellodlingar från människa
Anna Krook, Lubna Al Khalili, David Krämer, Karolinska Institutet, Stockholm
Den centrala frågeställningen i detta forskningsprogram är att undersöka hur insulinkänsligheten i muskel, och muskelns metabola egenskaper, regleras. Nedsatt känslighet för hormonet insulin är vanligt i skelettmuskeln från personer med typ 2 diabetes (åldersdiabetes) och kan även påvisas hos friska förstagradssläktingar till typ 2 diabetiker. För att studera hur insulinkänsligheten i muskel regleras har vi etablerat muskelcellsodlingar från biopsier tagna från personer med eller utan typ 2 diabetes. Tillgången till odlad human muskel reducerar antalet pilotförsök som behöver utföras i djurmuskel. Genom att använda oss av ny teknologi för att specifikt reducera uttryck av valda gener har vi utökat användningsområdet för odlad muskel, vilket i sin tur bidrar till att behovet att generera ”knock out” modeller i mus för att studera muskelmetabolism minskar.
Järnreglering och järn-inducerad oxidativ stress vid Alzheimer´s sjukdom
Tiit Land, Inst. för neurokemi och neurotoxikologi, Stockholms universitet
Järn är ett essentiellt näringsämne som behövs av alla organismer, men järnomsättningen i kroppen och cellulärt järnupptag måste vara väl balanserade eftersom ett överskott av fritt järn kan bli toxiskt och skada biologiska komponenter i celler. Man har visat att ändrad järnreglering, järnackumulering i hjärnan och järn-inducerad oxidativ stress är patologiska faktorer vid en rad neurodegenerativa skjukdomar, bland annat hos Alzheimers sjukdom. Avsikten med projektet är att studera järnreglering och järn-inducerad oxidativ stress vid Alzheimers sjukdom in vitro genom att använda en cellulär modell istället för försöksdjur som oftast används för att studera komplexa sjukdomar på molekylär nivå. Som cellulär modell kommer vi att etablera ett inducerbart genexpressionssystem i neuronala celler där mutationer kopplade till familjär Alzheimers sjukdom uttrycks.
Toxicitetsstudier av hormonstörande ämnen på humana binjureceller (H295R)
Agneta Oskarsson, Erik Ullerås, Inst. för biomedicin och veterinär folkhälsovetenskap, SLU, Uppsala
Toxiska effekter på binjurens hormonproduktion har visats för en rad miljöföroreningar och läkemedel. Sådana effekter kan bland annat leda till sämre förmåga att hantera både fysiskt och psykisk stress. Den humana cell-linjen H295R, som kommer från en binjuretumör, producerar de tre typerna av binjurehormoner aldosteron, glukokortikoider och androgener, på liknande sätt som i kroppen. Projektets syfte är att kartlägga hur hormonproduktionen regleras på gennivå i H295R-celler. Vi kommer också att studera molekylära mekanismer för några binjuretoxiska ämnen. Tanken är att cellinjen ska kunna utvecklas till en in vitro-modell för studier av binjuretoxicitet.
Framtagning av antikroppar genom datorbaserad protekemometrisk modellering av antikropps-peptid-interaktioner
Peteris Prusis, Avd. för Farmakologi, Inst. för Farmaceutisk Biovetenskap, Uppsala universitet
Datorbaserad modellering har potential att bli en av främsta metoderna för att minska djurförsök. Ett av de områden där djurförsök fortfarande ingår som den främsta metoden är framtagning av nya antikroppar vilka reagerar mot specifika antigen.
En dröm hos många forskare har under mycket lång tid varit att ersätta antikroppsframtagning med modellering i datorn, där antikroppen designas på ett rationellt sätt, och sedan tas fram in vitro med rekombinant gentkenik. Tyvärr har ingen tidigare lyckats med detta. Jag har emellertid nyligen utvecklat en helt ny teknologi, vilken löst problemet. Metoden utgör en helt ny approach för protein-engineering vilket vi kallat proteokemometri.
Interaktionsrymden för anti-kropps-peptid-interaktioner är dock väldigt stor och vi kan inte erhålla en heltäckande model omedelbart. Det forstatta arbete syftar till att effektivisera metoden så att det skall gå genomföra proteokemometriskt baserad, totalt djurfri, datorbaserad framtagning av nya antikroppar mot ett valfritt antigen.
Immunkomplex reglering av cytokinproduktionen vid reumatisk sjukdom
Johan Rönnelid, Linda Mathsson,Mohammed Mullazehi , Enheten för klinisk immunologi, Rudbeckslab, Uppsala universitet.
Reumatoid artrit (RA) är en plågsam sjukdom som drabbar 1-2 procent av Sveriges befolkning. Vid RA angriper kroppens eget försvarssystem, immunsystemet, kroppens vävnader. Immunförsvarets antikroppar kan klumpa ihop sig till så kallade immunkomplex. Forskargruppens arbete går ut på att bättre förstå hur immunkomplexen styr immunförsvaret. Istället för plågsamma djurförsök, där försöksdjuren behandlas så att de utvecklar smärtsamma reumatiska sjukdomar, använder vi prover från patienter i vår forskning. Detta är mycket glädjande, eftersom det idag annars används stora mängder försöksdjur för denna typ av forskning. På sikt kan en ökad förståelse av hur immunkomplexen påverkar immunförsvaret också leda till att bättre mediciner kan utvecklas för behandling av cancer, reumatism och likartade sjukdomar.
Alzheimer´s disease (AD) proteins, mutations and inflammation
Marianne Schultzberg, Sekt. för exp. geriatrik, Neurotec-sektionen, Karolinska institutet, Novum, Stockholm
Det är naturligt att åldrande innebär nedsatt fysisk och mental funktion. Hos den som drabbas av Alzheimers sjukdom försämras de mentala funktionerna snabbare och tidigare än normalt, vilket beror på att nervceller dör. Det är en sjukdom som innebär stort lidande och höga vårdkostnader. För att förstå sjukdomen behövs modellsystem, vilka oftast baseras på djur. I detta projekt använder vi cellkulturer baserade på mänskliga celler, dvs. cell-linjer av nervceller, astrocyter respektive mikroglia, för att studera den inflammatoriska processen i hjärnan vid Alzheimers sjukdom. Mikroglia, och till en mindre del astrocyter, utgör källan till inflammatoriska faktorer i hjärnan, och vid Alzheimers sjukdom är dessa celler aktiverade och frisätter bl.a. inflammatoriska cytokiner som interleukin-1 (IL-1) och IL-6. Vi studerar hur b-amyloidpeptid (Ab, huvudkomponenten i amyloida plack) och andra faktorer som orsakar nervcellsdöd påverkar astrocyter och mikroglia och deras frisättning av inflammatoriska substanser. Vi undersöker också hur anti-inflammatoriska substanser påverkar denna aktivering av gliacellerna och om olika typer av anti-inflammatoriska substanser kan förhindra eller stoppa nervcellsdöd. Vi har bl.a. funnit att studier med statiner, dvs. kolesterolsänkande mediciner reducerar frisättningen av IL-6 från human mikrogliaceller.
(En del av anslaget kommer att användas till doktorandstipendium för doktoranden Erik Hjorth.)
Doktorandstipendier och andra projekt
Stipendiat: Erik Hjorth, Sekt. för exp. geriatrik, Neurotec-sektionen, Novum, Stockholm.
Stipendiat: Claudia Staab, Inst. för miljömedicin, Karolinska Institutet, Stockholm.
Ytterligare 10 000 kr har beviljats i verksamhetsbidrag till organisationen InterNICHE och 10 000 kr till Björn Ekwalls minnesfond.
