Annons

Björnen sover på medicinska hemligheter

Sovande björnar, drickande giraffer och storätande pytonormar. Lösningar på många av mänsklighetens hälsoproblem kan finnas bland djuren. Men att hitta dem kräver nya forskningsmetoder.

Publicerad:

2019-12-19

− Att björnar inte kissar alls under fyra månader … för en njurdoktor är det jättekonstigt, säger Peter Stenvinkel, som är överläkare på Karolinska sjukhuset.

Till vardags träffar han njursjuka patienter och studerar deras blodkärl. Men de senaste åren har han också gjort flera resor till Orsa för att undersöka björnar.

Biologer i Skandinaviska björnprojektet har studerat brunbjörnarnas liv sedan 1985. Numera har de sällskap av medicinska forskare. I februari när björnarna lyfts ut ur sina iden för undersökning samlas förväntansfulla hjärtläkare, njurforskare och andra specialister kring de sovande bjässarna för att ta prover. De hoppas hitta svar på hur björnarna klarar sitt extremt stillsamma vinterliv utan att drabbas av fetma, åderförkalkning, benskörhet eller andra vällevnadssjukdomar.

− På de flesta hälsoproblem finns det redan många listiga lösningar, som har testats och finslipats av evolutionen genom årmiljonerna. Det gäller bara att identifiera dem, säger Peter Stenvinkel.

Biomimetik – att härma naturen

Långt ifrån brunbjörnarnas kalla vinterdvala svirrar kolibrier som lever helt på socker, med skyhöga blodsockernivåer och levern proppfull av fett, utan att någonsin drabbas av komplikationer som människor med diabetes lider av. Även giraffer sitter inne på medicinska hemligheter – för att pumpa ut blodet i sina långa ben och sin hals har de konstant väldigt högt blodtryck, på en nivå som mänskliga hjärtan eller njurar aldrig skulle klara.

Exemplen är många men ändå har förvånansvärt lite medicinsk forskning gjorts inom området biomimetik, som handlar om att härma naturen. Det skriver Peter Stenvinkel och internationella forskarkollegor i en vetenskaplig artikel, publicerad i Journal of Internal Medicine. De jämför då med teknik och kemi, där den naturinspirerade forskningen har en starkare tradition. Den vanliga motorsågskedjan har käkarna på en skalbaggslarv som förebild, och forskare i Lund håller på att utveckla en renare dieselmotor enligt den teknik som bombarderbaggar använder för att skapa små avskräckande explosioner ur sin bakdel. För att inte nämna så uppenbara ting som kardborrebandet.

Andelen vetenskapliga artiklar som handlar om biomimetik är fem gånger större på området materialvetenskap än inom området farmakologi. Det visar en sökning i 15 miljoner internationella vetenskapliga artiklar utförd av Karolinska institutet.

Avviker från traditionell medicinsk forskning

En förklaring till skillnaden är att det är svårt och tar tid att först studera ett vilt djur och sedan försöka härma mekanismerna i ett läkemedel. Redan på 1960-talet upptäckte en brasiliansk forskare att gift från ormen jararaca sänker blodtrycket kraftigt, men den första blodtrycksmedicinen som byggde på ormgiftets principer lanserades först 1981. Numera är detta en hel grupp av läkemedel, ACE-hämmare, som används av miljontals människor varje dag.

Förutom att forskningen tar tid kräver den också samarbete mellan olika inriktningar, som ekologer, zoologer, veterinärer och läkare. Flera av forskarna på en konferens om biomimetik i Stockholm säger att de har svårt att få anslag för den här sortens studier.

− Att studera vilda djur avviker från det etablerade sättet att jobba inom medicinsk forskning, som ofta är att injicera substanser och köra genmodifieringar i labb-djur för att undersöka deras reaktioner, säger Peter Stenvinkel. 

Men en fördel med vilda djur är att de lever i sin naturliga miljö, medan den sterila miljön i ett labb kan ge försöksdjur både utarmad tarmflora och onormal ämnesomsättning. Det gör resultaten av många försök oanvändbara, enligt Peter Stenvinkel. 

Hur går det då med gåtan om björnarnas månader utan att kissa?

Jo, det har visat sig att slaggprodukterna från björnens njurar som skulle ha blivit urin i stället återanvänds, bland annat för att bygga upp muskler. Inget mer än utandningsluften lämnar björnen i idet. Just så kan vi inte få människokroppar att fungera men vissa delar borde vi kunna lära oss av, tror Peter Stenvinkel. Till exempel verkar björnen ha något ämne i sitt serum som hämmar nedbrytningen av muskler.

Björnarnas goda hälsa verkar också hänga samman med att de äter upp till en tredjedel av sin egen vikt i bär varje dag under hösten. De är alltså sprängfyllda av antioxidanter när de lägger sig i idet. Blåbärsdiet har gett positiva resultat även för patienter som drabbats av hjärtinfarkt, vilket ska undersökas vidare av forskare vid Örebro universitet under våren.

Inspireras av björnarnas föda

Inspirerad av björnarnas ätande ska Peter Stenvinkel undersöka om njursjuka patienter också skulle kunna äta nyttigare mat. I dag måste de undvika frukt, bär och grönsaker eftersom det innehåller mycket kalium, som de njursjuka inte klarar att kissa ut. Med medicin som binder kalium skulle de kanske må bättre.

Att björnarnas kroppar fungerar så olika under vintern jämfört med sommaren verkar till stor del bero på förändringar i tarmfloran. En mus som får lite av vinterns björnspillning i sin tarm blir överviktig, medan björnspillning från sommaren inte påverkar musens vikt.

− Det vore alltså intressant att undersöka om något i björnars vinterspillning kan hjälpa undernärda patienter med kroniska sjukdomar, säger Peter Stenvinkel.

Fler djuriska förebilder

Spindeltråd mot Alzheimer och lungproblem

Spindeltråd anses vara naturens starkaste material och många har försökt kopiera dess styrka. Jan Johansson, professor i neurovetenskap vid Karolinska institutet, har i stället intresserat sig för hur spindlarna gör för att producera olika sorters trådar.

Spindelprotein kan hjälpa för tidigt födda barn hoppas Jan Johansson som är professor i neurovetenskap.

Bild: 
Emil Nordin

− De går runt med sirapsliknande proteinlösningar i bakkroppen, som blixtsnabbt omvandlas till tråd. Förmågan att hålla proteiner flytande, utan att det bildas klumpar, verkar vara användbar på många sätt inom sjukvård och bioteknik, säger Jan Johansson.

Han testade att tillverka surfaktant, ett tvättmedelsliknande ämne som saknas i lungorna hos för tidigt födda barn, med hjälp av spindelprotein. Den konstgjorda surfaktanten testas just nu på amerikanska spädbarn. Förhoppningen är att den är likvärdig med det som i dag framställs ur grislungor, men som är betydligt lättare att ta fram. Även vuxna skadade lungor skulle kanske kunna läkas med konstgjord surfaktant. Samtidigt testar Jan Johansson och hans kollegor just nu att behandla alzheimerliknande sjukdomar hos möss, med ett nyupptäckt hjälparprotein som de också producerar med spindeltrådsmetoden.

− Vi utvärderar detta just nu och det ser ut som att mössens minne förbättras.

Elefantgener stoppar cancer

Elefanter kan väga drygt tio ton och bli över 80 år gamla. Deras celler delar sig så många gånger att de borde få flera cancertumörer innan de ens har blivit könsmogna, om elefantceller hade fungerat som våra. Men det gör de inte – elefanter drabbas nästan aldrig av cancer. Detta fick den amerikanska barncancerforskaren Joshua Schiffman höra på en konferens, och började fundera på om elefanterna hade någon hemlighet som kunde hjälpa hans patienter.

Många cancerdrabbade barn har skador i en gen som kallas p53, som har uppgiften att eliminera cancerceller. När Joshua Schiffman tittade närmare på elefantceller såg han att de har minst 40 kopior av denna ”superhjälte-gen” i varje cell, medan vi bara har en. Nu testar han att skjuta in nanopartiklar laddade med p53 i tumörer på möss.

− Det låter lite otroligt, en mus med en människotumör som behandlas med elefantgener, säger Joshua Schiffman. 

Än så länge är resultaten opublicerade men de verkar mycket lovande, bedömer han.

Pytonormar klarar obegränsat frosseri

Burmesisk pytonorm kan bli över fyra meter lång och hör till världens största ormar. Den kan utan problem äta byten som väger lika mycket som den själv. Ett dygn efter måltidens början har de flesta av ormens organ fördubblat sin storlek. De frossar på en annan skala än människor men ändå verkar de inte drabbas av hjärt-kärlsjukdomar.

Att äta som en burmesisk nätpyton skulle ge en människa kraftiga hjärtproblem, men ormen verkar klara sig genom höga nivåer av hälsosamma fettsyror.

Bild: 
Getty Images

Den amerikanska forskaren Leslie Leinwand testade att göra en ”Supersize me”, att ge burmesiska pytonormar obegränsat med mat för att se hur deras hjärta och blodfetter skulle hantera det.

− Jag kan säga att den student som hade i uppgift att mata ormarna blev vegetarian på kuppen. Det var groteskt – de kunde äta hur mycket som helst men verkade inte drabbas av några negativa effekter.

Vissa av ormarna tolvfaldigade sin storlek på tre månader men deras blodsockernivåer ökade knappt alls. Pytonormarnas hjärtförstoring liknar den hälsosamma förstoringen hos en maratonlöpare, snarare än den farliga hjärtförstoringen hos en människa som ätit fet mat under lång tid. Ormarna verkar klara en ”hälsosam hjärtförstoring” genom tre fettsyror som finns i väldigt höga nivåer i deras blod efter en måltid. De här fettsyrorna skulle kunna användas även av människor som lider av farlig hjärtförstoring, tror Leslie Leinwand. Hon testar nu pyton-fettsyrorna på råttor och möss, för att se om de kan förebygga och behandla hjärtsjukdomar.

− Det är egentligen inget nytt. Pytonblod är en urgammal medicin i Myanmar, och det är troligen en av de folkmediciner som faktiskt visat sig ha en vetenskaplig grund.

Men då borde väl läkemedelsbolagen jaga dig för att få receptet på en ny hjärtmedicin?

− Nja, de är konservativa och vill att universiteten ska göra alla långa, dyra studier innan de nappar.

Forskning & Framsteg berättar om fackgranskade forskningsresultat och om pågående forskning. Våra texter ska vara balanserade och trovärdiga, och sätta forskningsresultaten i sitt sammanhang för att göra dem begripliga. Forskning & Framsteg har rapporterat om vetenskap sedan 1966.