Virus kan bota diabetes

På 35 år har diabetespatienterna ­blivit fyra gånger fler. Varje år dör tre miljoner människor av sjukdomen. Men nu håller forskarna på att ­utveckla en metod som kanske kan utrota typ 1-diabetes. Patienterna ska ­infekteras med ett genmodifierat virus.

Ett virus har tagit sig in i patientens kropp och söker sig till bukspottkörteln. Där infekterar den cellerna och låser in sin egen arvsmassa i dem. Vissa celler förblir opåverkade, men för andra celler blir virusinfektionen en vändpunkt.

Efter några dagar börjar de producera ett protein som bukspottkörteln insöndrar i blodomloppet flera gånger per dygn.

Proteinet är effektivt och patienten känner snart att infektionen påverkar honom positivt. Han är på bättringsvägen.

Virusinfektioner är oftast något man vill undvika, men just den här är vägen till ett botemedel. Det lilla proteinet är hormonet insulin och sjukdomen som viruset botar patienten från är typ 1-diabetes.

Än så länge har viruset bara testats på möss, men om det visar sig att behandlingen fungerar även på människor har vi kommit ett stort steg närmare en behandling som kan bota de miljontals typ 1-diabetiker som tvingas stå ut med insulininjektioner och invalidiserande följdsjukdomar.

Virusbehandlingen är dock inte patienternas enda hopp.

Andra forskare arbetar med mikroskopiska insulinfabriker, genmodifierade bakterier och vaccin som ska eliminera konsekvenserna av typ 1-diabetes.

Sockerskador på blodådrorna får allvarliga konsekvenser

Diabetiker har svårt att hålla nere blodsockernivån och mängden fettämnen i blodets. Det leder med tiden till skador på blodådrorna och risk för följdsjukdomar som normalt förkortar diabetespatienters liv med 10–20 år.

Synen försämras eller försvinner helt

De tunna blodkärlen i ögats näthinna kan ta skada så att kärlens cellager dör. Det gör blodkärlen otäta så att plasma och röda blodkroppar läcker ut i näthinnan, som förstörs. Det leder med tiden till svarta fläckar i synfältet.

Blodproppar risk för hjärtat och hjärnan

Diabetespatienter löper två–fyra gånger förhöjd risk för en blodpropp i hjärtat ­eller hjärnan. De tunna blodådrornas kärlväggar förtjockas och styvnar, så att de inte kan vidgas. Samtidigt får socker och fett blodådrorna att dra ihop sig ytterligare.

Njurarna tar skada ­eller sviktar

Mellan 20 och 40 procent av alla diabetespatienter får skador på njurarna, vilket kan leda till njursvikt. Det höga blodsockret påverkar njurarna så att socker och protein når ­urinen. Njuren försvagas och kan i värsta fall svikta.

Fötter kan behöva ­amputeras

Omkring var sjunde diabetiker får kroniska sår på fötterna, vilket i 25 procent av fallen leder till amputation. Blodkärlen som förser nerverna med syre blir trängre. Därför registrerar nerverna inte smärta, och när ett sår uppstår läker det inte.

Obehandlad diabetes är dödlig

Diabetes förekommer i två former som båda blir vanligare runtom i världen.

Cirka 90–95 procent av världens över 400 miljoner diabetiker har typ 2-diabetes, som normalt visar sig efter 40-årsåldern och orsakas av ohälsosam kost samt för lite motion.

Hos dessa patienter kan bukspottkörteln fortfarande producera insulin, men kroppens celler reagerar inte längre på det blodsockerreglerande hormonet.

Den drabbade måste då hålla nere blodsockerhalten genom att lägga om kosten och öka sin fysiska aktivitet.

De återstående fem–tio procenten av världens diabetiker har typ 1-diabetes, vilket innebär att de inte producerar något insulin.

Denna sjukdom kallas även barn- och ungdomsdiabetes, eftersom den brukar uppträda i åldersspannet 4–14 år, men även vuxna kan drabbas av sjukdomen, som innebär att patienterna måste ta insulin resten av livet.

Utan behandling faller en typ 1-diabetiker i koma inom loppet av dagar eller månader, och riskerar då att dö. Innan läkarna för snart 100 år sedan började med insulinbehandlingar var typ 1-diabetes en dödsdom som bara kunde skjutas upp med hjälp av en strikt diet.

Kroppen behöver insulin dygnet runt men behovet varierar, bland annat beroende på vilken mat man äter och hur fysiskt aktiv man är.

Därför måste patienter med typ 1-diabetes mäta sitt blodsocker flera gånger per dygn och sedan injicera lagom mycket insulin under huden.

Fröet till typ 1-diabetes sås tre gånger i livet

Forskarna vet inte varför man får typ 1-diabetes, men de är ense om att man behöver utsättas för en eller flera miljöfaktorer innan sjukdomen bryter ut.

Foster: Risken grundläggs

Redan i fosterstadiet sås de första fröna till typ 1-diabetes. Mammans hälsa och kost spelar stor roll. Är modern exempelvis relativt gammal och/eller har typ 1-diabetes ökar risken för att senare utveckla typ 1-diabetes.

Spädbarn: Risken ökar

Under de första levnadsåren utsätts barn för miljöfaktorer som påverkar om de senare utvecklar typ 1-diabetes. Riskfaktorer är bland annat övervikt och en kost som tidigt innehåller spannmåls- och mejeriprodukter.

Barn och unga: Den utlösande faktorn

Om fröet sås i antingen fosterstadiet eller spädbarnsåldern är det under barn- och ungdomen det avgörs hur snabbt sjukdomen utvecklas. Utlösande faktorer kan exempelvis vara övervikt eller psykisk stress.

På senare år har läkemedelsindustrin kommit långt med att utveckla så kallade blodsockerapparater och insulinpennor, som gör det enkelt att mäta blodsockerhalten, beräkna den nödvändiga mängden insulin och injicera den.

Typ 1-diabetes är dock fortfarande en sjukdom som kraftigt påverkar patienternas vardag och ställer höga krav på deras aktiva deltagande i behandlingen.

Insulin reglerar blodsockret och håller det på en stabil nivå så att kroppens celler alltid har rätt mängd energi.

Det tar bara några minuter för matspjälkningssystemet att bryta ner stärkelse, socker och andra näringsämnen till sockerarten glukos, som snabbt förs ut i blodet.

Blodsockret stiger kraftigt strax efter det att man ätit en portion spagetti med köttfärssås eller tagit en kaka till kaffet. Cellerna behöver dock inte all glukos samtidigt.

Det är emellertid inte bra att ha extra energireserver i blodet. I det långa loppet skadas blodådror, vävnader och organ av en alltför hög blodsockerhalt.

Därför måste överskjutande glukos avlägsnas ur blodet och lagras på en säker plats. Den uppgiften sköts av högspecialiserade celler i bukspottkörteln, så kallade betaceller.

Betacellerna har två särskilda förmågor: De mäter blodsockerhalten och registrerar direkt när den stiger strax efter en måltid. Därmed aktiveras betacellernas andra särskilda förmåga: Produktion och insöndring av insulin i blodet.

Diabetes förekommer i hela världen

Typ 1-diabetes är på frammarsch i hela världen, och globalt ökar antalet patienter varje år. Ökningen varierar dock från land till land. I Finland är det värst. Där registreras 43 nya fall om året per 100 000 invånare.

  • 0-4,99 nya fall per 1 000 invånare

  • 5-9,99 nya fall per 1 000 invånare

  • 10-19,99 nya fall per 1 000 invånare

  • 20 eller fler nya fall per 1 000 invånare

Insulin gör att levern, musklerna och fettdepåerna tar upp och lagrar överskjutande glukos i blodet så att blodsockret sjunker till normal nivå.

På så sätt kontrollerar betacellerna hela tiden blodsockret och producerar exakt den mängd insulin som krävs för att hålla det stabilt.

Insulinet blir en fiende

Typ 1-diabetes uppstår när immunförsvaret plötsligt uppfattar betacellerna som främmande kroppar som måste bekämpas. De insulinproducerande cellerna angrips och försvinner slutligen helt från bukspottkörteln.

Typ 1-diabetes är med andra ord en så kallad autoimmun sjukdom, där kroppen angriper sig själv.

Forskarna vet inte varför immunförsvaret begår detta fatala misstag, så hittills har man inte hittat några behandlingar som förhindrar angreppet.

År 2018 kom emellertid läkaren Xiangwei Xiao vid University of Pittsburgh i USA på att man med hjälp av ett virus kan lura immunförsvaret så att bukspottkörteln återigen mäter blodsockret och producerar det insulin som behövs.

Det är inte betacellernas förmåga att reglera blodsockret som provocerar immunförsvaret, utan deras utseende – proteinerna och kolhydraterna på betacellernas yta.

Därför kan immunförsvaret luras på två sätt: Antingen genom att man förändrar betacellernas utseende eller genom att man lär andra celler att sköta betacellernas uppgift.

Genterapi lär upp nya celler

Vid typ 1-diabetes är bukspottkörtelns insulinproducerande betaceller förstörda medan alfacellerna, som producerar hormonet glukagon, är intakta. Med hjälp av genterapi har forskare nu fått alfacellerna att bete sig som betaceller och producera insulin hos möss.

Betaceller producerar insulin hos friska möss

I bukspottkörteln på friska möss finns så kallade alfaceller och betaceller. Alfacellerna producerar glukagon, som får blodsockerhalten att stiga, medan beta-cellerna producerar insulin, som får blodsockret att sjunka.

Immunförsvaret ­dödar betaceller

Hos patienter med typ 1-diabetes dödar immunförsvaret betacellerna, så att bukspottkörteln inte längre producerar insulin. I genterapiförsöket använde forskarna möss som alla hade typ 1-diabetes.

Virus får fram två viktiga gener

Forskarna på laboratoriet förde in de två generna som får betacellerna i mössens bukspottkörtel att bilda Pdx1 respektive MafA (proteiner som avgör vilka gener som är aktiva i en cell) i ett oskadligt virus.

Gener får celler att producera insulin

I mössens bukspottkörtel infekterade viruset alfacellerna och förde in Pdx1 och MafA. På så sätt omprogrammerades alfacellerna till att fungera som betaceller och i stället producera insulin.

Blodsockret var ­under kontroll

En kort tid efter behandlingen med det genmodifierade viruset sjönk blodsockret hos mössen med diabetes (rött). Först efter 18 veckor steg det igen. Utan virusinjektionen fortsatte blodsockret att stiga tills mössen dog.

Det enklaste vore att bara förändra cellernas utseende, men forskarna vet inte exakt vilka detaljer på betacellernas yta som utlöser immunförsvarets angrepp, så det går inte.

I stället försökte Xiangwei Xiao med den andra lösningen. Han utgick från så kallade alfaceller, som även de finns i bukspottkörteln, men som inte angrips av immunförsvaret hos typ 1-diabetiker.

Alfacellernas funktion är den motsatta till betacellernas. De reagerar när blodsockerhalten är låg och bildar då hormonet glukagon, som till skillnad från insulin får blodsockret att stiga genom att släppa ut glukos ur depåerna.

Av andra forskares försök hade Xiangwei Xiao lärt sig att om man odlar alfaceller i laboratoriemiljö och utsätter dem för två så kallade transkriptionsfaktorer (proteiner som bestämmer vilka gener som är aktiva i en cell) så förändras de och börjar bete sig som insulinproducerande betaceller.

De byter dock inte utseende.

Virus sätter i gång produktionen

På så sätt kan omprogrammerade alfaceller lösa de förstörda betacellernas uppgift utan att angripas av immunförsvaret.

Men för att detta ska bli en användbar strategi i kampen mot typ 1-diabetes måste cellernas förvandling ske i bukspottkörteln, inte i en petriskål. Därför använde sig forskaren av genterapi.

Först tog han reda på vilka gener som bildar de två avgörande transkriptionsfaktorerna – Pdx1 och MafA – och satte in dem i ett harmlöst virus som kan infektera celler och överföra de två generna utan att vålla skada.

Sedan injicerades det modifierade viruset i bukspottkörteln på en grupp möss, som utvecklade typ 1-diabetes.

Teorin var att viruset skulle infektera de diabetesdrabbade mössens alfaceller och få dem att producera de två transkriptionsfaktorerna, så att de programmerades om till betaceller – utan att angripas av immunförsvaret.

Genom att kapsla in insulinproducerande celler i det geléaktiga materialet alginat har ­biologerna lyckats smuggla cellerna förbi kroppens immunförsvar och in i bukspottkörteln. De lysegrønner klatter på billedet er insulin, som cellerne, de blå pletter, producerer.

Unga möss tillfrisknade

Xiangwei Xiao testade teorin på unga möss som hade börjat utveckla typ 1-diabetes. Deras blodsocker hade stigit från normala 150 milligram per deciliter till 200 milligram per deciliter.

Fem möss i kontrollgruppen injicerades med ett tomt virus, utan Pdx1 och MafA. Hos dem fortsatte blodsockret att stiga tills det efter fem veckor nådde över 500 milligram per deciliter, och mössen dog.

Bättre gick det för försökets fem övriga möss, som fick viruset med generna för både Pdx1 och MafA. Deras blodsocker började sjunka och var efter två veckor nere på normal nivå.

Där höll det sig stabilt i fyra månader.

Sedan upphörde effekten, varefter blodsockret gradvis steg. Mössen hade med andra ord tillfälligt botats från typ 1-diabetes.

Om samma goda resultat kan uppnås hos människor skulle diabetiker kunna slippa sina dagliga insulininjektioner och i stället få en virusinjektion var fjärde månad.

Forskarna vet inte varför genterapin bara fungerar i fyra månader, men det kan bero på att det efter hand går upp för immunförsvaret att det är något lurt, varefter det anpassade sitt ursprungliga angrepp mot betacellerna, så att det även drabbade de omprogrammerade alfacellerna.

Gelé döljer cellerna

Svagheterna i Xiangwei Xiaos behandling kommer kanske att kunna lösas innan den testas på människor, men om exempelvis immunförsvarets förmåga att känna igen insulinproducerande celler visar sig vara ett oöverstigligt hinder finns det lyckligtvis and­ra forskningsprojekt som arbetar med ett botemedel mot diabetes.

År 2016 lyckades molekylärbiologen Daniel Anderson vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA dölja betaceller för immunförsvaret genom att kapsla in dem i det geléartade materialet alginat.

Forskaren ville bota möss med typ 1-diabetes genom att utgå från mänskliga stamceller.

Först lyckades han få stamcellerna att utvecklas till betaceller i laboratoriet, varefter cellerna behövde transplanteras in i bukspottkörteln på möss med typ 1-diabetes.

För att undvika att mössens immunförsvar skulle angripa de mänskliga betacellerna göt Anderson in cellerna i alginat, ett poröst material som låter små molekyler som insulin passera, medan immunförsvarets betydligt större celler och antikroppar inte kan tränga igenom.

Metoden fungerade. Mössen började producera insulin, blodsockret stabiliserades på en naturligt låg nivå och immunförsvaret reagerade inte på de nya insulinfabrikerna.

Samtidigt arbetar läkare i Frankrike med en metod som kan dämpa immunförsvarets aggressivitet, medan andra forskare satsar på genmodifierade bakterier som via tarmen ska få immunförsvaret att bli snällare mot bukspottkörteln.

Flera lovande behandlingsalternativ testas nu i tidiga försök, och inom loppet av några år kommer stora grupper av diabetespatienter att medverka i kliniska studier.

Och om 10–15 år kan kanske världens miljontals typ 1-patienter inte längre behöva använda sina insulinpennor.

Läs också:

Kroppen

Hur fungerar immunförsvaret?

1 minut
Medicin

3 nya typer av antibiotika ska bekämpa mardrömsbakterier

2 minuter
Virus drabbar män hårdast
Sjukdomar

Virus drabbar män hårdast

2 minuter

Logga in

Fel: Ogiltig e-postadress
Lösenord behövs
VisaDölj

Redan prenumerant? Prenumererar du redan på tidningen? Klicka här

Ny användare? Få åtkomst nu!