Image
Gina Aakre

Lucie Gerber, postdoktor ved institutt for biovitenskap, viser frem karussen. Foto: Gina Aakre

Karpefisken fra Nordmarka har unikt triks som kan bedre organdonasjon

Karussen lever lange perioder uten oksygen på en smartere måte enn andre arter. Forskerne vil lære av fisken for å øke tilgangen på organer for donasjon.

Karuss er en karpefisk som lever på Sør- og Østlandet. Denne lille skapningen har en egenskap som gjør den spesielt interessant for forskere. Store deler av året lever den nesten helt uten tilgang på oksygen. Og dette gjør den på en tilsynelatende unik måte.

– Vi kaller karussen for selve Mesteren av de artene som kan leve uten oksygen. Ikke bare fordi de overlever uten oksygen, men fordi de bevarer hjertefunksjonen og fremdeles er aktive, forteller Lucie Gerber, postdoktor ved institutt for biovitenskap ved UiO.

Sammen med flere andre forskere i det tverrfaglige prosjektet 3DR jobber Gerber med å finne ut hvordan karussen gjør dette.  Målet er å øke tilgangen på gode organer til organdonasjon. I Norge brukes ikke organer fra mennesker etter hjerte- eller åndedrettsstans, men dette er nå under utredning.

En medisinsk utfordring er at disse organene kan være skadet på grunn av oksygenmangel eller lite oksygen over lengre tid. Målet er å utvikle måter å ta vare på slike organer på, og gjøre dem egnet for donasjon. Ifølge Gerber er en av de aller mest kritiske stadiene for et organ den utfordrende prosessen når oksygen igjen skal tilføres.

– Da oppstår ofte det som kalles en reperfusjonsskade, forklarer Gerber.  

Organdonasjon fremstilles gjerne som ganske sømløst og strømlinjeformet i legeseriene på TV. I serier som Grey's Anatomy og Chicago Hope er problemet ofte å få tilgang til selve organet. I virkeligheten er det mange flere utfordringer i tillegg til det at det finnes for få organer.

Det å transportere organet er utfordrende, men selve tilførselen av oksygen er kanskje det aller mest kritiske stadiet. Derfor jobber forskerne med å fremstille en væske som kan beskytte organene. Denne væsken skal bygge på karussens spesielle verktøy for overlevelse.

Karussens hemmelighet

Lucie Gerber er på vei ned i kjelleren ved Institutt for biovitenskap (IBV) på Blindern. I noen kar svømmer de mellomstore fiskene som forskerne egenhendig har fanget i Nordmarka. Fiskene bærer på noen hemmeligheter som forskerne gjerne vil avsløre.

– Vi ser på selve oppskriften til fisken, forklarer Lucie Gerber.

– Karussen er i stand til å beskytte organene sine selv når den ikke får tilgang til oksygen, også når den igjen får oksygen på våren. Vi vil gjerne finne ut hvordan de klarer dette, sier Gerber til Titan.uio.no.

Den store ambisjonen er å fremstille en væske som kan beskytte organene slik at de klarer seg bedre og kanskje fungerer bedre i en ny kropp.

– Denne væsken skal helst kunne beskytte organene fra skade, mangel på oksygen og også beskytte dem mot skader som kan oppstå når oksygen igjen tilføres, forklarer Gerber.

Eksperimenterer

I laben på Domus Medica jobber forsker og postdoktor May-Kristin Torp med et spesielt instrument som hun har bygget selv. Ved hjelp av en væske som inneholder ulike salter, sukker og oksygen kan hun holde et musehjerte pumpende utenfor kroppen i timevis.

Ved hjelp av det som kalles Langendorff hjerteperfusjon gjennomfører hun eksperimenter som kan være med på å løse utfordringene rundt organdonasjon. Teorien bak forsøkene er gammel og mye brukt, men oppsettet har Torp bygget selv basert på teorien.

– Dette er en velbrukt protokoll på laben hos oss og er veldig nyttig metode for å studere hjertets funksjon uten påvirkning av blant annet blod og hormoner, forteller Torp.

Det er ioner fra saltene som opprettholder det elektriske potensialet i hjertecellene. Et ion er et ladet atom, og når ioner beveger seg inn og ut av cellene lages det elektriske impulser. Dette fører til muskelsammentrekninger som igjen utgjør et hjerteslag.

May-Kristin Torp utfører eksperimenter på laben på Domus Medica.

 – Med denne metoden kan vi teste ulike væsker og finne den som best bevarer hjertets funksjon, forteller Torp.

Aktive også uten oksygen

Tilbake på Institutt for biovitenskap viser Gerber frem karussen som forskerne har fanget i Nordmarka for å gjennomføre eksperimentene sine.

– Det finnes flere arter som kan leve uten oksygen, men ingen gjør det på en like raffinert måte som karussen, forklarer hun.

– Fisken beholder bare noen gitte egenskaper. De bevarer hjertefunksjonen og er fremdeles aktive, men de kan for eksempel ikke se gjennom vinteren når isen fryser til.

– Gullfisk lever også uten oksygen, men ikke på en like raffinert måte som karussen. Og så har du ferskvannsskilpadden som et eksempel på en art som på sin side ligger helt stille og venter på bedre dager, forklarer Gerber.

Karussen er en god modell å studere for å løse utfordringene rundt organdonasjon også av flere grunner.

– Den har skjulte talenter og hemmeligheter: Den har den største leveren i forhold til kroppsstørrelse sammenlignet med andre arter, som gjør at den har et stort lager av energi. I tillegg har de en mekanisme som gjør at de kan unngå oppsamling av melkesyre som gjerne kan hope seg opp ved mangel på oksygen. Fisken klarer å omdanne melkesyren til etanol som den igjen kan kvitte seg med. I tillegg er det mange flere egenskaper vi gjerne ønsker å undersøke og lære av, forklarer Gerber.

For å komme nærmere til bunns i hvordan fisken beskytter seg har Gerber gått i gang med å ekstrahere RNA-sekvenser for å se på hvilke proteiner de lager. På den måten kan de finne ut av hvilke proteiner fisken trenger og hvilke den ikke trenger. RNA er molekyler i cellen som har viktige oppgaver i produksjon av proteiner og regulering av hvilke gener som slås av og på.

– Vi ser på selve oppskriften til fisken; hva bør den produsere, og hva bør den ikke produsere.

For å gå enda mer i detalj så undersøker Gerber også ribosomet, en organelle, som faktisk oversetter instruksjonen fra RNA-et.

– Dette er en mer raffinert måte å undersøke genene på som enda sikrere fastslår at instruksen som sendes via arvematerialet gjennomføres, sier Gerber.

Undersøker hjerte og lever

Disse undersøkelsene er allerede gjort på hjernen til fisken, og nå jobber Gerber med å undersøke hjerte og lever.

Hun løfter opp en av fiskene for fotografering og forklarer videre.

– Noen av fiskene vi undersøker, har vært i tanker med oksygen, og noen har vært uten oksygen. Så sammenligner vi resultatene. Det er en stor jobb, og vi har et ambisiøst mål. Vi skal forsøke å lage en væske der de riktige proteinene og molekylene er aktive.

– Disse skal ikke produseres av organet, men tilføres direkte. Vi vil gi væsken de molekylene som er nødvendige for å bevare organet med minst mulig skade.

Fisken slippes forsiktig ned i tanken igjen. Uvitende om den viktige rollen den kan spille.

– Målet er ambisiøst og veien er lang. Men dersom vi får det til, vil det kunne bidra til vesentlig flere organer for donasjon i fremtiden, sier Gerber.

Lytt også til podkasten På Universitetsplassen. I denne episoden får du høre professor i fysiologi, Kåre-Olav Stensløkken, i samtale med professor i teologi, Marius Timmann Mjaaland om 3DR-prosjektet.