Virus skal kurere diabetes

På 35 år har antallet personer med diabetes blitt firedoblet, og hvert år dør tre millioner av sykdommen. Men nå er forskere på vei med en metode som kanskje kan utrydde type 1-diabetes: Pasientene smittes med genmodifisert virus.

Et virus har sluppet inn i pasientens kropp og styrer rett mot bukspyttkjertelen.

Her infiserer den cellene og slipper ut sitt eget arvemateriale. Noen av cellene blir upåvirket, men for andre celler er virusinfeksjonen et vendepunkt.

Etter noen dager begynner de å produsere et protein som flere ganger i løpet av døgnet slippes ut av bukspyttkjertelen og ut i blodet.

Proteinet er svært effektivt. Pasienten merker raskt hvordan infeksjonen påvirker ham. Han er i bedring.

Virusinfeksjoner er normalt ikke noe man ønsker, men denne infeksjonen er veien til helbredelse. Det lille proteinet er hormonet insulin, og den sykdommen som viruset kurerer pasienten for, er type 1-diabetes.

Foreløpig er viruskuren bare testet på mus, men hvis den viser seg å virke på mennesker, har vi kommet et langt skritt nærmere en behandling som kan helbrede millioner av type 1-diabetikere som må slite med insulininjeksjoner og alvorlige følgesykdommer.

Men viruskuren er ikke pasientenes eneste håp.

Andre forskere arbeider med mikroskopiske insulinfabrikker, genspleisede bakterier og vaksiner som skal eliminere følgene av type 1-diabetes.

Skader på blodårene får alvorlige konsekvenser

Diabetikere har problemer med kontrollere innholdet av sukker og fettstoffer i blodet. Det medfører etter hvert skader på blodårene og risiko for følgesykdommer, som ofte forkorter livet til diabetespasienter med 10–20 år.

Synet blir dårligere eller forsvinner helt

De fine blodkarene i netthinnen kan bli skadet, slik at cellene i området dør. Det gjør at det lekker røde blodlegemer og plasma ut i netthinnen, som etter hvert blir helt ødelagt. Det gir svarte flekker i synsfeltet.

Blodpropp truer hjertet og hjernen

Diabetespasienter har to–fire ganger så høy risiko for å få blodpropp i hjertet eller hjernen. Karveggen på de fine blodårene blir tykkere og stivere, slik at de ikke kan utvide seg. Samtidig får sukker og fett årene til å snevres inn enda mer.

Nyrene blir skadet skade eller svikter

20–40 prosent av pasientene med diabetes får skader i nyrene, noe som kan føre til nyresvikt. Det høye blodsukkeret påvirker nyrene, slik at sukker og proteiner strømmer ut i urinen. Selve nyren svekkes og kan i verste fall svikte helt.

Føtter blir amputert

Om lag hver sjuende diabetiker får kroniske sår på føttene, og for 25 prosent av dem fører det til amputasjon. De blodkarene som forsyner nervene med oksygen, snevres inn. Derfor registrerer ikke nervene smerte, og når det først oppstår et sår, vil det ikke gro.

Ubehandlet diabetes er dødelig

Diabetes – også kjent som sukkersyke – finnes i to former. Begge er i rask vekst over hele verden.

Omkring 90–95 prosent av verdens over 400 millioner diabetikere lider av type 2-diabetes, som vanligvis viser seg etter 40-årsalderen og forårsakes av usunt kosthold og for lite mosjon.

Hos disse pasientene kan bukspyttkjertelen produsere insulin, men cellene i kroppen har mistet evnen til å reagere på det blodsukkerregulerende hormonet. Pasientene må derfor holde blodsukkeret nede gjennom bedre kosthold og mer fysisk aktivitet.

Resten, fem–ti prosent av verdens diabetikere, lider av type 1-diabetes, og de kan ikke produsere insulin. Sykdommen kalles også «ungdomsdiabetes», fordi den som regel dukker opp i 4–14-årsalderen, men voksne kan også få sykdommen, som innebærer at pasientene må ta insulin resten av livet.

Uten behandling vil en type 1-diabetiker ende i koma og til slutt dø. Det kan ta noen måneder, eller i noen tilfeller bare noen dager.

Fram til man for om lag 100 år siden begynte med insulinbehandling, var type 1-diabetes en dødsdom som bare kunne utsettes med en streng diett.

Kroppen trenger insulin døgnet rundt, men behovet varierer, blant annet i forhold til hva slags mat man spiser og hvor fysisk aktiv man er.

Derfor må pasienter med type 1-diabetes måle blodsukkeret flere ganger i døgnet og deretter ta en sprøyte med en passende dose insulin.

Kimen til type 1-diabetes legges tre ganger i livet

Forskerne vet ikke med sikkerhet hvorfor man får type 1-diabetes, men de er enige om at man må utsettes for en eller flere påvirkninger fra omgivelsene før sykdommen bryter ut.

Foster: Risikoen grunnlegges

Allerede i fosterstadiet legges de første kimene til type 1-diabetes, og morens helse og kosthold spiller en viktig rolle. Hvis mor er eldre enn vanlig, eller hvis hun har diabetes 1 selv, stiger risikoen.

Spedbarn: Risikoen stiger

I de aller første leveårene utsettes barn for påvirkninger som er avgjørende for om de senere utvikler type 1-diabetes. Risikofaktorer er bl.a. overvekt og et kosthold med mye korn- og meieriprodukter.

Barn og unge: Den utløsende faktoren rammer

Hvis kimen er lagt i fostertilstanden eller i spedbarnsalderen, avgjøres det i løpet av barndommen og ungdommen hvor raskt sykdommen vil utvikle seg. Utløsende faktorer kan være overvekt eller psykisk stress.

Legemiddelindustrien har gjennom de siste årene kommet langt med å utvikle såkalte blodsukkerapparater og insulinpenner, som gjør det enkelt og raskt å måle blodsukkernivået, beregne den nødvendige mengden insulin og deretter injisere den.

Men type 1-diabetes er fortsatt en sykdom som griper ganske voldsomt inn i pasientenes hverdag og stiller store krav til aktiv deltagelse i behandlingen.

Insulin regulerer blodsukkeret og sørger for å holde det stabilt, slik at cellene i kroppen alltid har den rette mengden energi til rådighet.

Fordøyelsessystemet bruker bare noen få minutter på å bryte ned stivelse, sukker og næringsstoffer i maten til sukkerstoffet glukose, som straks sendes ut i blodet. Blodsukkeret stiger derfor raskt kort tid etter at man har inntatt en porsjon spagetti med kjøttsaus eller en kake til kaffen.

Men cellene trenger ikke all den glukosen på en gang.

Blodet er imidlertid ikke noe godt egnet sted å oppbevare de ekstra energireservene, og et for høyt blodsukkernivå skader i det lange løp blodårer, vev og organer.

Så den overskytende glukosen må ut av blodet og lagres et trygt sted, og den oppgaven ivaretas av spesialiserte celler i bukspyttkjertelen, de såkalte betacellene.

Betacellene har to spesialiteter: De kan måle blodsukkernivået og straks registrere at det stiger like etter et måltid. Stigningen aktiverer det andre talentet: Cellene kan produsere insulin og sende det ut i blodet.

Diabetes herjer i hele verden

Type 1-diabetes er på frammarsj i hele verden, og på global plan stiger antallet pasienter hvert år – men stigningen varierer fra land til land. Finland har rekorden med 43 nye tilfeller per 100 000 innbyggere per år.

  • 0-4,99 nye tilfeller pr. 1000 innbyggere

  • 5-9,99 nye tilfeller pr. 1000 innbyggere

  • 10-19,99 nye tilfeller pr. 1000 innbyggere

  • 20 eller flere nye tilfeller pr. 1000 innbyggere

Insulin sørger for at leveren, musklene og fettdepotene tar opp og lagrer den overskytende glukosen fra blodet, slik at blodsukkeret igjen kommer ned på sitt normale nivå.

Dermed sørger betacellene hele tiden for å overvåke blodsukkeret og produsere akkurat den mengden insulin som skal til for å holde det stabilt.

Insulin blir en fiende

Type 1-diabetes oppstår når immunforsvaret plutselig oppfatter betacellene som fiendtlige fremmedlegemer som må bekjempes.

De insulinproduserende cellene blir nedkjempet og forsvinner til slutt helt fra bukspyttkjertelen.

Type 1-diabetes er altså en såkalt autoimmun sykdom, der kroppen angriper seg selv, men forskerne vet ikke hvorfor immunforsvaret begår den fatale feilen, og så langt har de heller ikke klart de å finne fram til behandlinger som kan bremse det misforståtte angrepet.

Men i 2018 fant legen Xiangwei Xiao fra University of Pittsburgh i USA ut hvordan han ved hjelp av et virus kan lure immunforsvaret, slik at bukspyttkjertelen igjen kan måle blodsukkeret og produsere den nødvendige mengden insulin.

Det er ikke betacellenes evne til å regulere blodsukkeret som tirrer immunforsvaret, men utseendet – de proteinene og karbohydratene som sitter på overflaten av betacellene.

Derfor kan immunforsvaret lures på to måter: enten ved å endre betacellenes utseende eller ved å lære andre celler opp til å utføre betacellenes oppgave.

Genterapi lærer opp nye celler

Ved type 1-diabetes er de insulinproduserende betacellene ødelagt, mens alfacellene som produserer hormonet glukagon, er intakte. Forskere har nå brukt genterapi for å få alfacellene til å oppføre seg som betaceller og produsere insulin i mus.

Betaceller produserer insulin i friske mus

I bukspyttkjertelen på friske mus finnes de såkalte alfa- og betacellene. Alfacellene lager glukagon, som får blodsukker­nivået til å stige, mens betacellene lager insulin, som får blod­sukkeret til å falle.

Immunforsvaret dreper betaceller

Hos pasienter med type 1-diabetes dreper immunforsvaret betacellene, slik at bukspyttkjertelen ikke lenger produserer insulin. I genterapiforsøket brukte forskerne mus som hadde type 1-diabetes.

Virus tar med to viktige gener

I et ufarlig virus satte forskerne inn de to genene som får betacellene i musens bukspyttkjertel til å danne henholdsvis Pdx1 og MafA – proteiner som bestemmer hvilke gener som er aktive i en celle.

Gener får celler til å produsere insulin

Inne i musens bukspyttkjertel infiserte viruset alfacellene og tilførte Pdx1- og MafA. Alfacellene ble på den måten omprogrammert til å fungere nøyaktig som betaceller og produsere insulin til musen.

Blodsukker var under kontroll

Kort tid etter behandlingen med det genspleisede viruset falt blodsukkernivået hos diabetesmusene (rødt). Først etter 18 uker steg nivået igjen. Uten virusinnsprøytingen fortsatte blodsukkeret å stige, og musene døde.

Det enkleste ville være å endre på cellenes utseende, men forskerne vet ikke akkurat hvilke detaljer på betacellenes overflate som utløser immunforsvarets angrep, så det går foreløpig ikke.

I stedet valgte Xiao den andre løsningen.

Han tok utgangspunkt i de såkalte alfacellene, som også finnes i bukspyttkjertelen, men ikke blir angrepet av immunforsvaret hos type 1-diabetikere.

Alfacellene har den motsatte funksjonen av betacellene: De reagerer på et lavt blod­sukkernivå og svarer ved å danne hormonet glukagon, som i motsetning til insulin får blodsukkeret til å stige ved å slippe glukose ut av depotene.

Fra andre forskeres forsøk visste han at hvis man dyrker alfaceller i laboratoriet og utsetter dem for to såkalte transkripsjonsfaktorer – altså proteiner som bestemmer hvilke gener som er aktive i en celle – så endrer de seg og begynner å oppføre seg som insulinproduserende betaceller. Men de skifter ikke utseende.

Virus setter fart på produksjonen

Omprogrammerte alfaceller kan på denne måten løse de ødelagte betacellenes oppgave uten å bli angrepet av immunforsvaret.

Men for å bli til en brukbar strategi i kampen mot type 1-diabetes må cellenes forvandling skje i bukspyttkjertelen, ikke i en petriskål. Derfor brukte forskeren genterapi.

Først fant han fram til de genene som danner de to avgjørende transkripsjonsfaktorene – Pdx1 og MafA – og satte dem inn i et harmløst virus som kan infisere celler og overføre de to genene.

Så ble det modifiserte viruset sprøytet inn i bukspyttkjertelen på en gruppe mus med type 1-diabetes.

Teorien var at viruset skulle infisere musenes alfaceller og få dem til å produsere de to transkripsjonsfaktorene, slik at de ble omprogrammert til betaceller – uten å bli angrepet av immunforsvaret.

Ved å kapsle inn insulinproduserende celler i det geléaktige materialet alginat har biologer klart å smugle cellene forbi kroppens immunforsvar og inn i bukspyttkjertelen. De lysegrønner feltene på bildet er insulin som cellene, markert med blått, producerer.

Unge mus fikk det bedre

Xiangwei Xiao testet teorien på unge mus som hadde begynt å utvikle type 1-diabetes, slik at blodsukkeret hadde steget fra det normale nivået på 150 mg/dl til 200 mg/dl.

Kontrollgruppen på fem mus fikk sprøytet inn et tomt virus, uten Pdx1 og MafA, og hos dem fortsatte blodsukkeret å stige, helt til det etter fem uker nådde over 500 mg/dl.

Da døde musene.

Det gikk mye bedre for de fem andre musene, som fikk viruset med genene for både Pdx1 og MafA.

Blodsukkeret begynte å falle og var etter to uker nede på det normale nivået, og her holdt det seg stabilt i fire måneder. Deretter opphørte effekten, og blodsukkeret steg gradvis.

Musene hadde med andre ord blitt midlertidig kurert for type 1-diabetes, og hvis de samme gode resultatene kan oppnås hos mennesker, vil diabetikere altså kunne droppe de daglige injeksjonene med insulin og i stedet nøye seg med en injeksjon med virus hver fjerde måned.

Forskerne vet ikke hvorfor genterapien bare virker i fire måneder, men kanskje skyldes det at det etter hvert gikk opp for immunforsvaret at det hadde blitt lurt, slik at det justerte sitt opprinnelige angrep på betacellene slik at det også rammet de omprogrammerte alfacellene.

Gelé skjuler cellene

Svakhetene ved Xiangwei Xiaos behandling vil kanskje kunne løses før den testes på mennesker. Men hvis for eksempel immunforsvarets evne til å gjenkjenne insulinproduserende celler viser seg å være et uoverkommelig problem for forskerne, er det heldigvis andre forskningsprosjekter som arbeider med en behandling mot diabetes.

Molekylærbiologen Daniel Anderson fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Cambridge, USA, klarte i 2016 å holde betaceller skjult for immunforsvaret ved å kapsle dem inn i det geléaktige materialet alginat.

Forskeren ville kurere mus med type 1-diabetes ved å ta utgangspunkt i stamceller fra mennesker. Først klarte han å få stamcellene til å utvikle seg til betaceller i laboratoriet. Deretter skulle cellene transplanteres inn i bukspyttkjertelen på mus med type 1-diabetes.

For å unngå at musens immunforsvar skulle angripe betaceller fra mennesker, støpte Anderson betacellene inn i alginat.

Materialet er porøst og lar små molekyler som insulin passere, mens de mye større cellene og antistoffene fra immunforsvaret ikke kan trenge igjennom, og metoden virket.

Musene begynte å produsere insulin, så blodsukkeret ble stabilisert på et naturlig lavt nivå, og immunforsvaret merket ikke de nye insulinfabrikkene.

Samtidig arbeider leger i Frankrike med en metode som kan dempe immunforsvarets angrepslyst, mens andre forskere satser på genspleisede bakterier som via tarmen skal påvirke immunforsvaret, slik at det skåner bukspyttkjertelen.

Flere av de lovende behandlingsmulighetene holder på å bli testet i innledende forsøk, og i løpet av et par år vil diabetespasienter i store antall inngå i kliniske studier. Og om 10–15 år kan millioner av type 1-pasienter kanskje droppe insulinpennene sine helt.

Les også:

Feber
Sykdommer

Derfor fryser du når feberen stiger

2 minutter
Alzheimer
Alzheimer

Gen viser vei til en kur mot alzheimer

1 minutt
Surt batteri
Medisinsk teknologi

Batteri får energi fra magesyren din

1 minutt

Logg inn

Feil: Ugyldig e-postadresse
Passord er påkrevd
VisSkjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klikk her

Ny bruker? Få adgang nå!