Disputas: Richard Siller - Stem Cell Biology

M.Sc. Richard Siller ved Institutt for medisinske basalfag vil forsvare sin avhandling for graden philosophiae doctor (ph.d.): Investigation into in vitro hepatocyte models: Method development and applications.

Tid og sted for prøveforelesning

Se prøveforelesning.

Bedømmelseskomité

  • 1. opponent: Professor Chris Denning, Wolfson Centre for Stem Cells, Tissue Engineering & Modelling, Center for Biomolecular Sciences, University of Nottingham, United Kingdom
  • 2. opponent: Forsker Anna Slipicevic, Oslo Universitetssykehus HF, Radiumhospitalet, Oslo
  • 3. medlem av bedømmelseskomiteen: Professor Kåre-Olav Stensløkken, Hjertefysiologiguppen, Seksjon for fysiologi, Avdeling for molekylærmedisin, Institutt for medisinske basalfag, Universitetet i Oslo

Disputasleder

Professor emeritus Anne Carine Østvold, Seksjon for biokjemi, Avdeling for molekylærmedisin, Institutt for medisinske basalfag, Universitetet i Oslo

Hovedveileder

Forsker Gareth J. Sullivan, Seksjon for biokjemi, Avdeling for molekylærmedisin, Institutt for medisinske basalfag, Universitetet i Oslo

Sammendrag

Bivirkninger, manglende effekt/utskillelse av medikamenter er en stor utfordring for legemiddelindustrien i dag. Ett stort antall dyreforsøk utføres for å teste bl.a sikkerhet før oppstart av fase I studier. Derimot er det allikevel ikke alltid at disse modellene lar seg sammenligne helt med menneskets fysiologi. Derfor kan ett medikament som ikke viser tegn på negativ effekt i dyreforsøk gi skadelige bivirkninger i mennesker.

Det er derfor ett stort behov for å utvikle nye humane lever modeller for å teste nye medikamenter i fremtiden.

Metoder utviklet per i dag inkluderer kreft cellelinjer isolert fra pasienter med leverkreft og humane hepatocytt linjer (leverceller).

Mens disse cellelinjene har vist seg å være ett viktig redskap gir de kun ett begrenset aspekt av leverens funksjoner.

I tillegg til at cellelinjene er derivert fra enkeltpasienter reflekterer disse ikke mangfoldet genetisk sett mht. medikament respons. Derfor har en rekke forskere per i dag forsøkt å utvikle pasientspesifikke levermodeller ved bruk av humane pluripotente stamceller (hPSC’s).  Pluripotente stamceller har den egenskapen at de kan differensiere til alle celletyper i kroppen inkludert hepatocytter.

Forskere har per i dag benyttet protokoller som inkluderer aktivering gjennom ulike signalveier ved bruk av rekombinante proteiner (vekstfaktorer) for å derivere/lage hepatocytter. Disse forsøkene er kostbare mht. bruk av vekstfaktor. Produksjon av hepatocytter i stor skala, som er en forutsetning for den farmasøytiske industrien, er derfor en stor økonomisk utfordring.

 

For å imøtekomme denne utfordringen så har vi utviklet en protokoll ved bruk av små molekyler som i betydelig grad reduserer kostnadene ved produksjon av hepatocytter.

Mens pluripotente stamceller har ett stort potensiale så er en av ulempene det at hver cellelinje kan ha ulike egenskaper mht. differensiering til bestemte celletyper.

For å løse denne variasjonen mellom cellelinjene så har vi utviklet en plattform der vi tester alle cellelinjenes evne til å differensiere til endoterm stadiet (forstadiet til hepatocytter).

Andre forskningsgrupper har utviklet lignenede metoder der de bruker tidskrevende analyser slik som immunofluoresense og måling av genuttrykk.  Den nye metoden vi har utviklet i vårt laboratorium er kun basert på morfologiske endringer som vi ser vha. lysmikroskopi.

Denne metodene gjør at vi kan selektere ut de best egnede cellelinjer mht. differensiering til hepatocytter på kort tid. Metoden er derfor tidsbesparende og effektiv.

For å forstå mekanismene mht. toksisitet i lever så krever flesteparten av disse modellene destruksjon av hepatocytter etter behandling av medikamenter.

Dette gjør det vanskelig å utføre lange tidkrevende studier i kombinasjon med sanntids studier. For å omgå dette så har vi i samarbeid med Universitetet i Edinburgh utviklet en ny metode basert på observasjon av celler i sanntid ved å monitorere cellene vha. elektroder som registrerer endringer i impedans forårsaket av celleadhesjon og vekst (impedance based cellular assay – IBCA).

Denne nye platformen hvor vi ser på celle-celle kontakt, celle adhesjon og cellevekst kan derfor ha en positiv effekt mht. den helsemessige tilstanden.

Metoden har gitt oss muligheten til å observere ett nytt aspekt mht. toksisitet ved bruk av acetaminophen (paracetamol) som viser at selv ved lave doser Paracetamol så induseres det skade i forbindelse med celle-celle kontakt.  Denne celle-celle kontakten er avgjørende for leverens funksjon og tilstand.

Ved å kombinere de sentrale komponentene fra de tre ulike aspektene kan vi generere en platform slik at vi in vitro kan teste egnede hepatocytter som representerer flere genotyper (ulike individer) og detektere responsen av medikamentet i sanntid. Dette vil bidra til økning i utvikling av nye medikamenter til markedet samtidig som kostnadene redusereres betydelig.

For mer informasjon

Kontakt gruppen for forskerutdanning.

 

Publisert 3. mars 2016 12:17 - Sist endret 3. mars 2016 12:17