Frå oksesæd til sebrafisk

BOSTON/STANGE/HAMAR (NRK):

– Det er jo litt utruleg då, at ein metode som i bunn og grunn er utvikla av norske mjølkebønder, kanskje kan hjelpe til med å opne nye dører for den medisinske forskninga.

Katarina Nordtun Ruud er såkalla Market Developer for det vesle norske selskapet Cryogenetics med hovudadresse Hamar. No er ho på veg inn på Boston Children`s Hospital (BCH), eit forskningsjukehus knytt til Harvard Medical School der nokre av dei fremste forskarane i verda jobbar.

–Det at vi har fått BCH på kundelista kan bidra til at vi får innpass på den store forskningsmarknaden her i USA. Det er spennande tider.

Hamar-firmaet har nemleg løyst ei av dei aller største utfordringane knytt til oppdrett av fisk generelt, og akvariefisk spesielt:

Korleis kan ein fryse ned fiskesperm, eller melke, på ein stabil og påliteleg måte, slik at den kan tinast opp og brukast til å befrukte nye egg når forskarane har behov for det?

Fisk som forsøksdyr

– Nedfrysing av fiskesperm har lenge vore ein metode vi har brukt i forskninga, men den har vore upåliteleg. No har vi endeleg fått ein metode vi kan stole på. Det kjem til å opne nye dører for oss.

Lableiar Christian Lawrence forklarer entusiastisk mens han viser fram den nyaste fiskelaben ved Boston Children`s Hospital. På akkurat denne avdelinga er det omlag 1500 slekslinjer med sebrafisk som alle er genetisk manipulerte med ulike menneskelege sjukdommar. Tusenvis av fisk med ulike kreft- og blodsjukdommar.

Sjølv er Lawrence ekspert på bruk av tropisk fisk som forsøksdyr, og særleg er den vesle sebrafisken viktig i jakta på nye svar i medisinen.

Men til no har forskarane mangla ein sikker måte å fysisk ta vare på det genetiske materialet dei forskar på. Å kunne fryse ned arvemateriale frå dei ulike stadiane i dei utallige slektslinene av genmanipulert sebrafisk har til no vore vanskeleg. Metodane som har vore brukt har vore upålitelege. Forskarane har ikkje kunna stola på at dei får liv i spermen dei frys ned.

Før altså Cryognetics frå Hamar fann løysinga. Ei løysing som byggjer på årelang kunnskap om oksesæd frå norske mjølkebønder sitt genetiske flaggskip: Kurasa Norsk Rødt Fe.

Oksesæd

Store Ree Oksestasjon i Stange. Her har Geno, som er eit samvirkeforetak eigd av 9500 norske storfebønder, gjennom mange år forvalta arveeigenskapane til Norsk Rødt Fe.

Kurasa som er avla fram sidan 1930-talet og spesialtilpassa norske produksjonstilhøve. Rundt årtusenskiftet hadde Elisabeth Kommisrud ansvaret for avlsarbeidet ved Store Ree:

– Vi fekk forespørslar frå oppdrettsnæringa som mangla gode metodar for nedfrysing av melke frå laks. Det var derfor vi byrja å forske for å finne ein god metode for nedfrysing av fiskesperm.

Kommisrud er seinare blitt professor i reproduksjonsbiologi og arbeider i dag ved Høgskulen i Hedmark i tillegg til Sperm Vital, som er eitt av fleire dotterselskap til Geno. Ho fortel at nedfrysing av sæd frå pattedyr, såkalla cryokonservering, lenge har vore ein godt utvikla og stabil medtode for bevaring og handel med sæd innan landbruket. Men for fisk har utfordringane vore større:

– Spermiane frå fisk er mykje mindre enn pattedyr, i tillegg bevegar dei seg ikkje før dei kjem i kontakt med vatn. Men når dei først vaknar til liv, så lever dei berre i 30 til 40 sekundar.

Dermed blir sjølve befruktninga vanskelegare med fisk, fordi ein har så kort handlingsrom. Og skulle ein komme til å aktivere spermiane i løpet av nedfrysinga, døyr dei i løpet av svært kort tid. I tillegg viste det seg å vere store tekniske forskjellar i forhold til sperm frå pattedyr når det gjeld temperaturforløp, forpakning og fortynningsveske.

– Men det er det som er så spennande og då; å få det til med ein art som er heilt annleis.

Stor marknad

Kommisrud og kollegaene hennar ved Geno klarte etter årelang forskning å etablere ein sikker metode for nedfrysing av fiskesperm. Selskapet Cryogenetics vart oppretta som eit dotterselskap av Geno, med det statlege investeringsselskapet Investinor som viktig medeigar. Sidan 2007 er mellom 15 og 20 millionar kroner investert i selskapet som i 2014 omsette for 6.5 millionar kroner.

– Det er mange som snakkar om den nye bioøkonomien i Noreg, og vi meinar at dette er eit godt døme på kva som er mogleg å få til. Nemleg å ta teknologi frå ei tradisjonell landbruksnæring, bake den litt om på nytt og tilby den til nokre av dei mest spisskompente miljø i verda når det gjeld bioteknologi.

Jørn Ulheim er administrerande direktør i Cryogenetics. Frå hovudkontoret like ovanfor det berømte stupetårnet i Hamar fortel han om eit selskap som stadig blir større med etableringar av avdelingskontor i Skottland, Canada, Chile og no sist i USA. Produksjon av matfisk, hovudsakleg laks og aure, er den desidert største marknaden i form av omsetting, men potensialet innan forskning og sebrafisk er stort og lovande:

– Vi har eit estimat på at det er rundt 70 000 sebrafiskliner som går på omlag 450 ulike universitet og forskningssjukehus rundt omkring i USA. No jobbar vi med at flest mogleg av desse skal sikre linene sine ved hjelp av vår teknologi. For det er det vi tilbyr. Ein unik måte å sikre forskningsmaterialet på.

Sebrafisken stadig viktigare

Christian Lawrence ved Boston Childrens`s Hospital anslår at det berre i Boston går minst tre millioner sebrafisk i tankar på dei ulike forskningsinstitutta og ved den betydelege farmasøytiske industrien i området.

Sjølv om fisken har blitt brukt som førsøksdyr i snart tretti år, blir bruken av den stadig meir populær, ikkje minst av etiske hensyn. I forhold til mus er sebrafisk ein lågareståande art, og dermed meir akseptabel å forske på for mange pressgrupper. At fisken i tillegg nesten er gjennomsiktig, særleg på larvestadiet, er heller inga ulempe for dei som forskar.

Lawrence fortel at stamcelleforsøka til den internasjonalt kjende forskaren Dr. Leonard Zon, som mellom anna har utvikla ein ny medisin mot blodkreft, er gjort med fisk frå akkurat denne laben. Medisinen er under utprøving, og viser svært lovande resultat.

– Sebrafisken er ganske lik mennesket genetisk, så når vi manipulerer genene deira kan vi sjå kva som skjer og til ei viss grad overføre denne kunnskapen til mennesket. Dermed får vi meir kunnskap om korleis sjukdommar utviklar seg, til dømes dei ulike kreftformene.

I tillegg er sebrafiske mykje mindre plasskrevande enn andre forsøksdyr, som til dømes mus. Fisken veks fort, og kan få ungar etter berre ti veker. Slik får forskarane raskt fram nye generasjonar, noko som er viktig når ein til dømes forskar på arvelege sjukdommar.

Lagrast til evig tid

– I prinsippet kan spermiane vi har her lagrast til evig tid. Det trengs berre litt overvaking og etterfylling av nitrogen.

Carrie R. Carmichael er avdelingsleiar ved det nyoppretta kontoret til Cryogenetics i Woburn like utanfor Boston. Ho viser rundt på lageret der tankane med genetisk materiale frå oppdrettsanlegg og forskningslaboratorier i USA står på rekkje og rad. Boston Children`s Hospital sender fisken levande til Woburn, slik at Carmichael og hennar kollegaer kan ta ut spermiane og lagre dei for ettertida.

– Det er ein ganske tidkrevjande jobb, og veldig ulikt å jobbe med laks som eg er vant med. Voluma vi får ut frå sebrafisken er jo ørsmå til samanlikning, men elles er prosessen den same.

– Det vi har gjort, tilføyer Katarina Nordtun Ruud som er på oppfølgingsbesøk i Woburn, er at vi har satt heile prosessen i fokus. Alt frå korleis vi tar ut melka, korleis vi tar vare på den før nedfrysing, sjølve fryseprosessen og opptininga tilbake til liv. Alt dette heng saman, og vår metode sikrar at det går bra. Kvar einaste gong.

Kan føre vitskapen vidare

For Christian Lawrence ved fiskelaben til Boston Children`s Hospital er dette ein teknologi han har venta lenge på. Vitskapen har mangla ein stabil nedfrysingsmetode for fiskesperm. At forskarane ved laben hans no har tilgong til slik teknologi trur han kan føre vitskapen vidare:

– Cryogenetics sin metode har heva det teknologiske nivået, og dermed skapt ein mykje sikrare og meir påliteleg metode for reproduksjon. No er vi trygge på at vi kan bruke denne teknologien til å føre forskninga med sebrafisk vidare.

Den store forskjellen frå tidlegare, seier Lawrence, er at no kan forskarane lagre fleire tidlegare generasjonar av fisk, og føre dei tilbake til liv samstundes. Samanlikningsgrunnlaget blir betre, og ein unngår dermed naturlege variablar som kan påverke forskninga over tid. Nedfrysinga gjer forskarane i stand til å ta eit "stillbilde" av det genetiske materiale på eitt kvart gitt tidspunkt, og bringe desse genene tilbake til liv når forskarane har behov for det. For dei som jobbar med å løyse dei store gåtene i medisinen, som kreft, kan dette opne nye dører.

– På sikt vil dette styrke den medisinske forskninga og dermed heile vitskapen, avsluttar Lawrence.