Kyllingar, dop og datamodellar

Nervecellene i hjernen vår sender meldingar til kvarandre gjennom det som heiter synapsar. Når det vert sendt eit elektrisk signal gjennom ei nervecelle, begynner den å sleppa ut kjemiske stoff som vert kalla nevrotransmitterar.

Det elektriske signalet i nervecella vert altså omsett til eit kjemisk signal.

Nevrotransmitterane flyttar seg over synapsen til mottakarcella, til landingsstader som heiter reseptorar. Marthe Fredheim Fjelldal har forska på ein nevrotransmitter som heiter glutamat, ei aminosyre. Når glutamat bind seg til ein spesiell reseptor kalla NMDA-reseptoren på mottakarcella, opnar reseptoren seg opp og slepper inn kalsiumion.

Felles for mange virveldyr

Kalsiumet sin rolle i prosessen er mellom anna å endra den elektriske ladninga i mottakarcella. Dersom endringa når eit visst nivå, fyrer cella av sitt eige signal og sender bodskapen vidare til neste nervecelle i rekkja.

NMDA-reseptorane er delt opp i fire undereiningar. To av undereiningane er faste, medan dei to andre plassane vekslar mellom fleire ulike typar. Ein av desse typane heiter GluN2B, og den er det Fjelldal har forska på.

Håpar du har hengt med så langt, for det er her moroa begynner. GluN2B er nemlig felles for mange virveldyr, som kyllingar, rotter og menneske.

Ein lastebil frå Nortura

– Dersom vi i medisinsk forsking kan bruka kyllingar som forsøksdyr som supplement til rotter og mus, vil det vera ein fordel, seier Fjelldal, som i desember avlegg doktorgraden ved Farmasøytisk institutt ved Universitetet i Oslo.

– Pattedyra treng fôr, stell og dyrestallfasilitetar så ein ivaretar velferda deira så godt som råd, og du veit ikkje kor mange avkom dei får i kvart kull. Når vi forskar på kyllingar, derimot, forskar vi berre på befrukta egg, så alt vi treng er ei rugemaskin å la dei veksa i, seier ho.

– Mange vil nok òg ha færre etiske kvalar med å forska på eit egg enn eit levande dyr, sjølv om egget er befrukta. Men det kan nok sjå litt lugubert ut når vi står på Esso-stasjonen på Alnabru for å møta ein lastebil frå Nortura og dei tilsette lempar ein stabel egg ut av vindauga på traileren til oss.

Eit verktøy for forsking

Fjelldal og ein kollega frå Kjemisk institutt testa ut eit femtitals nye molekyl på hjerneceller frå kylling, med både godt og dårleg resultat.

– Dei nye molekyla var små variasjonar av eit relativt nytt molekyl som alt vert brukt i medisinsk forsking fordi det spesifikt bind seg til GluN2B. Målet var å få betre resultat med dei nye variantane. Det lukkast ikkje, men vi fann tilsvarande reaksjonar hjå både mus og kylling i GluN2B.

– Dermed har grunnforskinga vår vist at framhjernen hjå befrukta egg kan brukast som eit verktøy for forsking på NMDA-reseptorar, seier Fjelldal.

Morfin og metadon

Saman med forskarar frå Universitetet i Tromsø har Fjelldal forska på eit anna alternativ eller supplement til dyreforsøk. Dei har brukt tunge datamodellar for å berekna korleis testmolekyla fungerer på GluN2B.

– Det reduserer behovet for dyreforsøk i det heile, og det er jo bra. Men modellane kan berre gjera føreseiingar, prediksjonar, så i alle fall dagens modellar kan berre delvis erstatta dyreforsøka. Men bioinformatikk er eit veldig spennande fagfelt, seier ho.

Det mest kuriøse forsøket Fjelldal har deltatt i, i alle fall tilsynelatande, var å gje kyllingfoster og drektige rotter morfin og metadon, narkotiske stoff i gruppa opioidar. Opioid-reseptorar og NMDA-reseptorar har vist seg å reagera på dei same stoffa.

Må avbryta før klekking

– Heroin er jo eit anna opioid. Vi kjenner jo historiane om barn som vert fødde med heroinabstinensar, så det ville vera svært kjærkome om vi kan koma på sporet av ein måte å unngå det på.

Men dei fann ulike reaksjonar hjå rotter og kyllingar. Hjå rottene målte dei mengda av GluN2B. Den var redusert to veker etter fødsel, men nådde opp til normalt nivå etter rundt tre veker.

Hjå kyllingane var det liten endring i mengda GluN2B, men der målte dei funksjonen òg, og tre dagar etter tilførsel av opioidar var den auka.

– Begge desse funna er det interessant å utforska vidare. Men det er jo litt problematisk å forska på ulike artar der vi kan observera den eine arten etter fødsel, medan forsøka med den andre må avbrytast før klekking.

– Ifylgje EU sine reglar er nemlig fosteret inne i egget eit levande dyr etter to tredjedelar av klekkeperioden, det vil seia 14 dagar, seier Fjelldal.

– Så kanskje vidare forsking må gjera litt annleise forsøk.