Ny maskin snabbar upp försök på celler

Genom höghastighetsförsök i en inlånad maskin kan LiU-forskarna inom elektrofysiologi effektivisera arbetet med att se hur jonkanaler i celler påverkas av läkemedel.
Det är resultatet av ett nytt samarbete med bioteknik-industrin.

Forskare i laboratoriet + maskinen Qpatch 48. Fredrik Elinder och Nina Ottosson. Foto: Ulrik Svedin Ulrik Svedin

Hastigheten på försöken har betydelse när man noggrant måste granska många enskilda celler, för att se hur ett läkemedel påverkar en speciell jonkanal i cellens yta. Det kan handla om läkemedel mot till exempel depression, hjärtsjukdom eller epilepsi.

Snabbare

- Vi har sett att vi kan få goda resultat snabbare genom att använda en maskin som finns inom läkemedelsindustrin. Maskinen är mycket användbar inom akademisk forskning, säger professor Fredrik Elinder och Nina Ottosson, första forskningsingenjör vid avdelningen för neurobiologi (NEURO).

Nina Ottosson tog kontakt med företaget Sophion Biosciences i Köpenhamn som utvecklar och tillverkar maskinerna. Först testade de LiU-utvecklade molekyler i den danska fabriken. Men nu har forskarna alltså maskinen QPatch II på plats, på Campus US i Linköping.

- Till att börja med handlar det om ett lån under ett halvår. Vi har sökt stöd från Vetenskapsrådet för att kunna köpa in den. Vi kan göra experimenten cirka 48 gånger snabbare. Ett årsarbete kan krympas ner till ungefär en vecka. Men ingen förlorar jobbet på det här. Tvärtom flyttar vi fram positionerna, säger Fredrik Elinder.

Elektriska strömmar i celler

Forskargruppen arbetar inom elektrofysiologi, med att mäta elektriska strömmar och spänningar i celler. Allt liv bygger på detta. Alla nervimpulser i kroppen, liksom impulser som får hjärtat att slå, är elektriska signaler. De skapas av jonkanaler, proteiner som skapar vägar igenom cellmembranet, som öppnar och stänger sig och släpper igenom joner antingen in eller ut ur cellen.

- Man kan mäta på en hel cell eller en enstaka jonkanal. Normalt sett tittar vi på cell efter cell, väldigt sakta och noggrant. Därför är det spännande med den här maskinen som med samma noggrannhet mäter på 48 celler samtidigt, säger Fredrik Elinder. 

Pipettering med Qpatch48. Pipettering med Qpatch48.

 

Det finns en specifik jonkanal som vi vill påverka 

Jonkanalerna spelar en nyckelroll vid epilepsi och flera andra sjukdomstillstånd. Nerverna skickar signaler när de egentligen inte borde. När tillräckligt många elektriskt laddade joner har kommit in i cellen uppstår en elektrisk impuls. Den skickas vidare längs en lång nervtråd och stimulerar andra nervceller.

- Vi försöker att utveckla läkemedel mot epilepsi. Det finns en specifik jonkanal som vi vill påverka. Vi har ett nära samarbete med kemister vid LiU som gör molekyler och sedan granskar vi molekylernas effekt på jonkanalen.

Tallkåda

Forskarna har hittat substanser i vanlig tallkåda som påverkar just den jonkanal som man vill kunna styra. Gruppen har utvecklat hela 250 nya molekyler från en som naturligt finns i kåda.

- Vi kallar molekylerna för hartssyror. De är laddade, feta molekyler som sätter sig i cellen nära jonkanalen och därmed öppnar kanalen. Och på så vis kan motverka epilepsi, säger Fredrik Elinder.

I det arbetet har forskarna använt den långsamma metoden och mätt effekten på en cell i taget.

- Vi har tidigare gjort försöken på grodägg som producerar den humana jonkanalen. Med den nya maskinen har vi i stället kunnat använda humana celler på samma sätt, säger Nina Ottosson.

Planer på nationellt centrum

Alla nya läkemedel, oavsett vad de ska påverka, måste testas på vissa specifika jonkanaler. Sådana tester kan göra att hela läkemedelsprojekt avslutas, och att andra påbörjas, beroende på vilka effekter man upptäcker. Genom tester på ett tidigt stadium kan forskarna direkt undvika molekyler med en oönskad effekt.

Nu har forskarna vid LiU planer på att starta ett nationellt centrum för både den här forskningen, och för automatisk elektrofysiologisk mätning av celler som kan hjälpa andra akademiska projekt.

KontaktVisa/dölj innehåll

Relaterat innehållVisa/dölj innehåll

OrganisationVisa/dölj innehåll

Senaste nytt från LiUVisa/dölj innehåll