Lena Palmbergs forskargrupp har byggt en cellmodell av luftvägar och lungor för att kunna studera mekanismerna bakom kronisk bronkit och KOL. Målet är att få fram bättre behandlingar utan att använda sig av försöksdjur.

Satsa mer på att utveckla alternativa metoder

2021-06-09

Alternativa metoder kan vara mer effektiva, mer ekonomiska och mer exakta jämfört med att använda försöksdjur som ska efterlikna människan. Det menar forskarna Gunnar Cedersund och Lena Palmberg som båda anser att hur forskning finansieras fördröjer utvecklingen av nya modeller.

Med en matematisk modell som bygger på stora mängder data från människor och mänskliga celler har Gunnar Cedersunds forskarteam beskrivit varför vissa patienter utvecklar insulinresistens. Metoden visade sig vara effektiv och en av de modeller som ingår har minskat behovet av att använda försökshundar i forskningen.

Gunnar Cedersund är universitetslektor i medicinsk teknik vid Linköpings universitet och en Sveriges mest aktiva forskare inom alternativa metoder. Forskningen finansieras bland annat av stiftelsen Forska utan djurförsök som också utsåg honom till årets nytänkare 2015 för hans forskning om diabetes typ 2.

Gunnar Cedersund

Men det är först är nu som han har börjat få uppmärksamhet för det som är hans egentliga mål – att integrera matematiska modeller av hela människokroppen och skapa en så kallad digital tvilling. Det handlar både om att förstå fundamentala koncept och specifika mekanismer samt att integrera dessa i en interaktiv datorkopia av en patient.

– Det är denna interaktivitet i modellerna som gjorde att jag kom in på forskning utan djurförsök. Jag hade dock inte själv drivit den frågan innan 2015, då Forska utan djurförsök kom på studiebesök hos mig och blev väldigt intresserade och entusiastiska, säger Gunnar Cedersund.

Utgår från matematisk modell

Gunnar Cedersunds forskning utgår från en matematisk modell av människan, som har utvecklats och testats med hjälp av experimentella och kliniska data. Interaktiviteten i modellen gör att man sedan kan göra olika datorsimuleringar för att se hur ett visst system svarar på en särskild behandling. Simuleringar som i vissa fall kan göras istället för experiment på djur.

– För vissa specifika tillämpningar är simuleringarna bättre på att efterlikna människan än vad djur är. Mänskliga celler och motsvarande celler från mus skiljer sig åt. Att använda mänsklig vävnad, och koppla den till data från när vävnaden är kvar i den mänskliga kroppen, istället för ett djur innebär att vara närmare människan.

Gunnar Cedersund har mött en del negativa reaktioner från andra forskare när han pratar om alternativa metoder. Det finns en outsagd konsensus att inte prata öppet om djurförsök och dra till sig oönskad uppmärksamhet från djurrättsaktivister.

För att slå igenom på allvar

För att alternativa metoder ska kunna slå igenom på allvar menar han att det krävs förändringar av hela infrastrukturen och den långsiktiga strategin för forskning. I till exempel Nederländerna håller man på att införa att utveckling och användning av alternativa metoder ska vara ett kriterium när man söker statliga forskningsanslag.

– Det skulle göra skillnad om i alla fall en del finansiärer införde ett sådant kriterium som i Holland. Då skulle många forskare börja känna att det lönar sig att investera tid och pengar i att utveckla alternativa metoder. Det är förmodligen den enskilt viktigaste förändringen som vi kan göra, säger Gunnar Cedersund.

Han tillägger att han inte menar att alternativa metoder kan ersätta alla djurförsök, vare sig idag eller inom överskådlog framtid.

– Men finns det en metod som är bättre på att efterlikna människan, och som dessutom är billigare och snabbare, då förstår jag inte varför den inte skulle användas?

Stora fördelar

En annan forskare, som har fått medel från Forska utan djurförsök, är Lena Palmberg, läkare och professor i toxikologi vid Karolinska institutet. Även hon anser att det finns stora fördelar med att använda alternativa metoder.

– Om du har primära celler från en människa blir det väldigt snarlikt vad som händer i kroppen, eller i min forskning specifikt vad som sker i lungorna. Vi kan även använda oss av olika celltyper för att se hur deras samspel ser ut, säger hon.

Lena Palmbergs forskargrupp vid Institutet för miljömedicin har byggt en cellmodell av luftvägar och lungor för att kunna studera mekanismerna bakom kronisk bronkit och KOL. Målet är att få fram bättre behandlingar utan att använda sig av försöksdjur.

– Jag är läkare i grunden och disputerade på Institutionen för medicinsk cellbiologi. Därför föll det sig naturligt att jag arbetade med modeller som bygger på mänskliga celler. Vi använde oss både av celler från sjuka patienter och från friska personer. Utmaningen är att man måste ha tillgång till humana celler, fördelen är att modellen verkligen efterliknar hur det ser ut i luftvägarna, säger Lena Palmberg.

Undersöker följderna av e-cigaretter

Hennes modeller kan användas för att studera olika hälsoeffekter. Just nu undersöker hon följderna av de populära e-cigaretterna. I ett annat projekt som sker i samarbete med European Space Agency, ESA, undersöks de toxikologiska effekterna av måndamm.

– Något jag också skulle vilja göra är jämföra mina modeller med en djurmodell, men det är svårt att få anslag för sådana studier. Jag skulle önska att forskningsfinansiärer i större utsträckning premierade att man tar fram alternativa modeller, istället för djurförsök.

Lena Palmberg tror inte att djurförsök går att ersättas rakt av med alternativa metoder, men att mycket mer skulle kunna göras.

– Finansieringen är det största hindret idag. Det krävs resurser både i form av tid och pengar för att få fram bra modeller och standardiserade procedurer.

Arbetar för att ersätta djurförsök

Stiftelsen Forska utan djurförsök arbetar för att djurförsök ska ersättas och för att riskbedömning, till exempel av läkemedel och kemikalier, ska göras utan försöksdjur.

Karin Gabrielson Morton, sakkunnig vid Forska utan djurförsök, berättar att stiftelsen sedan 1971 har beviljat medel till forskning, men framhåller samtidigt att alla djurförsök inte går att ersätta.

– Om vi pratar om forskning i ett labb, där djur ska efterlikna människor, kommer det att finnas kvar inom överskådlig tid. Samtidigt har metoderna för hur djurförsök bedrivs förbättrats, till exempel via smärtlindring och genom att avbryta försök tidigare.

Antalet djurförsök ligger också kvar på en konstant nivå trots att många fler universitet bedriver forskning idag. Hon märker även av en attitydförändring hos unga forskare, som ser djurförsök som bara är en av flera modeller.

– Vi befinner oss bara i början av den explosionsartade utvecklingen av alternativa metoder. I ett längre perspektiv kommer forskning att bedrivas med hjälp av matematiska modeller, modern bioteknik, datorsimuleringar eller med metoder som vi inte ens kan föreställa oss i dag, säger Karin Gabrielson Morton.

Text: Carina Järvenhag
Foto: Ulf Sirborn