Bioteknologi 2017

Sygdomme i cellekulturer

Hjernen er et uhyre komplekst organ. Til trods for at den kun udgør godt 2% af et menneskes kropsvægt bruger den hele 20% af den samlede energimængde, som kroppen forbrænder. Dette skyldes ikke mindst det svimlende antal hjerneceller, mellem 80-100 milliarder, og antallet af kontaktpunkter mellem disse (de såkaldte synapser), hvilket løber op i én billiard (1015) i runde tal. Det er netop denne kompleksitet, kombineret med at hjernen er svært tilgængelig, der gør det udfordrende at finde og undersøge potentielle mål for lægemiddelbehandling (såkaldte drug targets, fx et enzym, en receptor eller en transporter) af hjernesygdomme.

For at lette opgaven starter man derfor oftest sin jagt på et nyt lægemiddel med at bruge cellekulturer.  Cellekulturer er en måde at dyrke en homogen gruppe af levende celler under kontrollerede forhold i laboratoriet. I gamle dage dyrkede man cellerne i beholdere (fx en petriskål) af glas. Arbejdet med cellekulturer kalder man derfor generelt for in vitro (fra latin: i glas) arbejde. Brugen af cellekulturer har en række fordele i forhold til at arbejde med en intakt hjerne. De udgør derfor en meget vigtig brik under den tidlige fase af lægemiddel udviklingen.

Cellekulturer og arbejdet med disse er omdrejningspunktet for denne opgave. Vi har opbygget opgaven sådan at svarene fra de første spørgsmål danner grundlaget for besvarelsen af de efterfølgende. Det vil være en fordel, hvis I først læser alle spørgsmålene igennem.

Hjernesygdomme kan opdeles i to hovedkategorier[1] – psykiske lidelser som inkluderer fx skizofreni, depression, bipolær lidelse og autisme og neurologiske lidelser herunder Alzheimer’s sygdom, Parkison’s sygdom og Huntington’s chorea.

  1. Vælg en psykisk eller neurologisk sygdom og beskriv kort sygdommen samt de udækkede behov ved nuværende behandlinger.

 

  1. Angiv et protein, der er påvirket eller har ændret funktionalitet i sygdommen. Beskriv hvorfor proteinet er vigtigt i forhold til at kunne behandle sygdommen.

I den første fase af lægemiddeludviklingen undersøger man som nævnt oftest proteinet i en cellekultur. Imidlertid er det sådan, at langt de fleste cellekulturer enten har for lidt eller slet intet af det protein, man er interesseret i. Dette problem kan dog løses ved at ”manipulere” cellerne til at udtrykke det pågældende protein.

  1. Forklar hvordan man kan få udtrykt sit protein i en cellekultur.

Selvom cellekulturen er en vigtig del af den tidlige forskning, så er den et meget simpelt system sammenlignet med hjernen, der jo rummer mange forskellige celletyper, som kommunikerer med hinanden på kryds og tværs.

  1. Diskuter fordele og ulemper ved at arbejde med sit protein i en cellekultur kontra dets naturlige miljø i hjernen.

Når teamet af forskere har valgt en cellekultur til at undersøge et givent drug target, smøger de kittel-ærmerne op og går i laboratoriet. Her vil de typisk udføre en række forsøg med cellekulturen med det formål at udvikle et lægemiddel, der påvirker det givne protein.

  1. Slip fantasien løs og giv et begrundet forslag til, hvordan I vil bruge jeres nye cellekultur til at lede efter mulige lægemidler, der påvirker netop jeres drug target? Der findes ikke et rigtig svar, men prøv her at tænke som en forsker ville gøre det.

 

Link til cellekulturer

https://www.thermofisher.com/uk/en/home/references/gibco-cell-culture-basics.html


[1] Jævnfør ”The International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems”, der udgives af Verdenssundhedsorganisationen http://www.who.int/classifications/icd/en/

 

           En opgavevejledning til bioteknologiopgaven 2017 kan findes her - Opgavevejledning 2017

Relevante links og materialer kan findes her - Vejledninger og Materialer

Hent konkurrenceinformationerne her

Opgaven kan downloades i PDF format her - Bioteknologiopgaven 2017

 

You are about to leave drughunters.dk