Ögat används som fönster för att studera leverns hälsa
Forskare vid Karolinska Institutet har utvecklat en metod för att studera leverns funktion och sjukdomar utan att behöva göra invasiva ingrepp. Efter att leverceller transplanterats till ögat hos möss kan hornhinnan användas likt ett fönster in i kroppen för att följa leverns hälsa över tid. Studien har publicerats i tidskriften Nature Communications.
Tänk om det skulle gå att studera leverceller i en levande organism utan att behöva göra invasiva ingrepp. Forskare har nu kunnat visa att det är möjligt på möss genom att transplantera in små 3D-cellkulturer med leverceller, så kallade sfäroider, i den främre ögonkammaren. Ögats hornhinna fungerar sedan likt ett fönster in i kroppen för att få ledtrådar om förändringar som sker i levern under musens livstid.
Kan skvallra om fettlever
Forskarna kunde med hjälp av mikroskopi visa att levercellerna fäster sig på iris i ögat och blir försedda med blodkärl och nerver som är nödvändiga för deras funktion och överlevnad. De bevarar även sina typiska leveregenskaper och verkar kunna spegla hur mössens lever mår. Bland annat visade sig sfäroiderna i ögat lagra fett på ett liknande sätt som levern hos samma djur när de får en fettrik kost, vilket innebär att implantatet kan skvallra om fettlever.
– Det här är en unik metod som öppnar upp nya möjligheter att studera leverns roll i metabola sjukdomar som obesitas, typ 2-diabetes och fettlever. För att kunna stoppa eller fördröja sjukdomsförloppet behöver vi identifiera tidiga sjukdomsmekanismer, men det har tidigare varit svårt att studera levern utan att använda invasiva metoder, säger Noah Moruzzi, biträdande lektor vid institutionen för molekylär medicin och kirurgi, Karolinska Institutet och studiens korresponderande författare.
Testa olika behandlingar
Metabola sjukdomar har ökat kraftigt de senaste åren och förknippades tidigare med hög ålder, men idag utvecklas de allt oftare hos yngre individer och barn med obesitas. Sjukdomarna har liknande riskfaktorer och förekommer ofta tillsammans hos patienter med metabola syndromet. Fettlever och typ 2-diabetes kännetecknas av dysfunktionell fettomsättning och blodsockerreglering som styrs av levern respektive bukspottkörteln.
– Därför är kontinuerlig och detaljerad övervakning av funktionella förändringar i dessa organ avgörande för att identifiera sjukdomsmekanismer. Med den nya plattformen kan vi nu övervaka utvecklingen av fettlever på cellnivå och vi ser fram emot att börja använda metoden för att testa olika läkemedel och behandlingsstrategier, säger studiens förstaförfattare Francesca Lazzeri-Barcelo, doktorand vid samma institution.
Ett kraftfullt forskningsverktyg
Professor Per-Olof Berggrens forskargrupp vid Karolinska Institutet har använt sig av tekniken att transplantera celler och miniorgan till den främre ögonkammaren hos möss sedan 2008.
– Under de senaste åren har vår metod visat sig vara ett kraftfullt forskningsverktyg för att övervaka de insulinproducerande cellerna i bukspottskörteln vid utvecklingen av typ 2-diabetes. Nu har plattformen utvidgats till leverforskning, vilket visar att det finns potential att använda verktyget även inom andra medicinska områden, säger Per-Olof Berggren.
Forskningen finansierades av bland andra Europeiska forskningsrådet (ERC), Erling Perssons Stiftelse, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Karolinska Institutet, Jonas och Christina af Jochnicks Stiftelse, Diabetesförbundet, Vetenskapsrådet och Novo Nordisk Fonden.
Per-Olof Berggren är medgrundare och vd för Biocrine AB. Medförfattarna Ingo Leibiger och Barbara Leibiger är konsulter i samma bolag. Volker Lauschke är medgrundare, vd och aktieägare i HepaPredict AB samt medgrundare och aktieägare i PersoMedix AB. Övriga författare uppger inga konkurrerande intressen.
Publikation
”Intraocular liver spheroids for non-invasive high-resolution in vivo monitoring of liver cell function”, Francesca Lazzeri-Barcelo, Nuria Oliva-Vilarnau, Marion Baniol, Barbara Leibiger, Olaf Bergmann, Volker M. Lauschke, Ingo B. Leibiger, Noah Moruzzi, Per-Olof Berggren, Nature Communications, online 26 januari 2024, doi: 10.1038/s41467-024-45122-4.