– Vi vil forstå hvordan miljøgifter påvirker denne sykdommen

– Når man skal undersøke effekten av et stoff, må man ha en kontrollprøve. En prøve som ikke inneholder stoffet eller ikke har vært utsatt for samme behandling. Problemet med PFAS er at det er overalt, sier forsker Hanne Røberg-Larsen

Man kan kanskje si at hun har tatt på seg en nesten umulig ryddejobb. 

Røberg-Larsen er analytisk kjemiker ved Kjemisk Institutt på Universitetet i Oslo (UiO) Der forsker hun på helseeffekter av PFAS-forbindelser.

PFAS (per-og poly-fluor-alkyl-stoffer) er fluorholdige stoffer som har blitt sluppet ut i naturen siden produksjonen av plaststoffer tok av på 1950-tallet. 

Disse stoffene er i listen over prioriterte miljøgifter hos Miljødirektoratet.

Forsker Hanne Røberg-Larsen er særlig interessert i sammenhengen mellom PFAS og leversykdom. (Foto: Privat)

Nå finnes de fluorholdige stoffene overalt. For eksempel i vannet vi drikker og i maten vi spiser.

Det gjør det vanskelig å gjøre forsøk for å studere helseeffektene. For hvordan lage en PFAS-fri kontrollprøve når man risikerer at labutstyret som brukes for å lage prøven, også inneholder stoffene?

Men la oss først ta et skritt tilbake. Folkehelseinstituttets infosider om PFAS viser at myndighetene er vage om hvor giftige disse stoffene er.

Forsker på fettlever

Ja, det påvirker helsen. Noen PFAS-forbindelser vet man er kreftfremkallende hos mennesker. Myndighetene har blant annet lagt ned forbud mot bruk av fluorholdig skismøring på grunn av kreftfaren.

Samtidig er mye av forskningen på PFAS-forbindelser basert på dyreforsøk. Og dyr og mennesker er ulike.

– Dyr og mennesker ser ikke bare forskjellige ut. Vi er ikke helt like på innsiden heller. Stoffskiftet hos mus kan være annerledes enn stoffskiftet hos mennesker. Det dannes ulike nedbrytningsstoffer, sier Røberg-Larsen.

Hun er særlig interessert i sammenhengen mellom PFAS og leversykdom. 

Fettlever og skrumplever er noe man gjerne forbinder med høyt og langvarig alkoholinntak, men det finnes også metabolsk fettleversykdom som ikke er forårsaket av alkohol. Og den rammer mange av oss.

– Det er anslått at omtrent 30 prosent av verdens befolkning har en grad av fettlever. Det er en tilstand der leveren akkumulerer fett i stedet for å sende det ut i blodet som energikilde for cellene våre. Over tid kan det føre til arrdannelse i leveren, som igjen kan føre til skrumplever eller leverkreft.

Lager organer på laben

I de fleste tilfellene går det ikke så galt. Oppdager man problemet tidlig, kan man snu utviklingen, for eksempel ved å endre kosthold. 

Problemet er at man ikke vet hvem som ender opp med fettlever og utvikler kreft, og hvem som ikke gjør det.

– Vi vil forstå hvordan miljøgifter påvirker denne sykdommen. Det samme gjelder for diabetes.

Røberg-Larsen og kollegene hennes ønsker ikke å bruke forsøksdyr for å studere dette. Nå bruker forskerne i stedet egendyrkede menneskeorganer, såkalte organoider. Disse organoidene dyrkes på Senter for biohybridteknologi (Hybrid Technology Hub) ved UiOs medisinske fakultet, ledet av professor Stefan Krauss.

– Dette er et felt i rask utvikling. Organoider er små strukturer som ligner på organer, og som vi kan dyrke i laboratoriet. Man tar stamceller eller for eksempel hudceller fra et menneske, altså en donor. Cellene fra donor kan man så omprogrammere til det som kalles induserte pluripotente stamceller. Disse kan man igjen programmere til å bli en organlignende struktur, en organoide.

Organoider er bitte små cellestrukturer utviklet fra menneskelige stamceller eller andre celler. Ved å bruke organoider slipper forskerne å gjøre dyreforsøk. Samtidig er organoidene mye mer lik de «ekte» menneskelige organene enn dyreorganer. (Foto: Aleksandra Aizenshtadt)

Lever og bukspyttkjertel på flaske

Organet kan være en lever eller en bukspyttkjertel. I praksis en liten klump med celler, ikke større enn en halv millimeter, men likevel nok til å gjøre eksperimenter.

– Det blir en liten miniutgave av organet, som til en viss grad har de samme funksjonene som det ekte organet. Så kan vi plassere det oppi en liten mikrofluidisk chip, en slags plastbeholder med kanaler. Da kan vi ha en lever-organoid i det ene hullet og en bukspyttkjertel-organoid i det andre, og så kommuniserer de med en væske gjennom kanalene.

Slik kan forskerne simulere hvordan organene kommuniserer med hverandre.

– Vi kan gjøre organoidene syke, for eksempel la de få fettlever ved å gi dem en fettrik diett. Så kan vi utsette både friske og syke levere for PFAS og se om de oppfører seg ulikt.

Forskerne vet allerede at en syk lever i større grad enn en frisk lever sender ut en egen type stoffer fra nedbrytning av kolesterol.

– Det vi ønsker, er å eksponere organoidene for miljøgifter. Slik kan vi se hvordan PFAS påvirker oss i forbindelse med metabolsk fettleversykdom eller diabetes. Hvordan påvirker for eksempel PFAS den delen av bukspyttkjertelen som produserer insulin? Da trenger vi å studere effekten i et kontrollert miljø.

«Organ-on-a-chip» lar forskerne koble sammen organoider av ulike organer slik at de kan studere hva som skjer i kommunikasjonen mellom organene. (Foto: Jarli & Jordan / UiO)

Må være erklært PFAS-fritt

Og nå er vi tilbake til der vi startet. For ettersom PFAS finnes overalt, kan det også finnes i utstyret forskerne bruker for å lage organoidene. Hvordan kan de vite at den lille celleklumpen som skal spille rollen som lever eller bukspyttkjertel, ikke er eksponert for PFAS allerede før eksperimentet begynner?

– PFAS-forbindelser finner vi overalt. Det har vært mye fokus i media på skismøring, men det er i alle mulige produkter, fra tanntråd til gitarstrenger, i kaffekopper og i klatretau. Vi blir eksponert for det hele tiden. På laben bruker vi mye plast og mye engangsutstyr som kan inneholde rester av PFAS. Enten fra selve plasten eller fra produksjonsprosessen.

Forskerne har derfor måttet lete etter miljøgiftene i alt av utstyr som brukes. Og selv om de har kunnet «friskmelde» mye av labutstyret, har de fortsatt et problem. For å dyrke organoidene trenger de serum for å gi næring til cellene. Dette serumet kommer fra dyr.

– Og dyr har i ulik grad vært eksponert fra PFAS. Derfor leter vi etter alternativer som ikke kommer fra dyr.

Miljøgifter krever faglig bredde

Slik blir forskning på helseeffekter i stor grad til teknologiutvikling.

– Vi har måttet utvikle ny teknologi for å kunne studere effekter helt ned på enkeltorganoider. Tidligere har man dyrket kanskje 20 organoider, som ikke blir helt like. Så gjør man forsøk og får et gjennomsnitt, men da mister man kanskje noen effekter. Nå studerer vi en og en organoide med veldig høyt presisjonsnivå.

Når teknologien er på plass, vil forskerne starte større eksponeringsforsøk.

– Vi har allerede gjort noen eksponeringer, og vi vet for eksempel at PFAS-forbindelsene tas opp i organoidene når de blir eksponert for det. Dette er resultater i en masteroppgave som ikke er publisert i vitenskapelig tidsskrift ennå, sier Røberg-Larsen.

Hun understreker at dette er forskning som krever tverrfaglighet.

– Jeg er analytisk kjemiker. Min hoveddel i dette prosjektet er å utvikle teknologi og metoder som lar oss studere sykdommer og effekten av PFAS på friske og syke organoider. I tillegg har vi for eksempel biologer og miljøkjemikere med på laget. Man må jobbe tverrfaglig for å forstå hele omfanget av problematikken rundt miljøgifter, sier forskeren.

Referanser:

Kristina Sæterdal Kømurcu, Hanne Røberg-Larsen mfl.: A Validated Mass Spectrometry Platform for Oxysterol Analysis of Single Human Gastruloids and Liver Organoids. Analytical Chemistry, 2026. Doi.org/10.1021/acs.analchem.5c07140

Aleksandra Aizenshtadt, Hanne Røberg-Larsen mfl.: Pump-Less, Recirculating Organ-on-Chip (rOoC) Platform to Model the Metabolic Crosstalk between Islets and Liver. Advanced healthcare materials, 2024. Doi.org/10.1002/adhm.202303785

Kristina Sæterdal Kømurcu, Hanne Røberg-Larsen mfl.: Mass spectrometry reveals that oxysterols are secreted from non-alcoholic fatty liver disease induced organoids. ScienceDirect, 2023. Doi.org/10.1016/j.jsbmb.2023.106355