Kunstig hud i en petriskål som alternativ til forsøgsdyr (afsluttet)

Mette Elena Skindersø

Ved at etablere et alternativ til dyreforsøg ønsker projektgruppen at halvere antallet af forsøgsmus, der anvendes til at forske i hudinfektioner. Alene i Danmark bruges der mindst 500 forsøgsmus om året alene til hudinfektionsstudier, hvilket for hele EU svarer til omkring 25.000 mus. Det forventes, at kunstig hud dyrket i en petriskål kan bruges til at teste ny medicin mod hudinfektioner forårsaget af f.eks. resistente stafylokokker - herunder MRSA. 

Det undersøges også, om kunstig hud kan erstatte dyreforsøg ved sammenligning af sygdomsfremkaldende egenskaber af forskellige bakteriestammer, for derved at kunne bruge metoden så bredt som muligt.

Den kunstige hud der bruges er baseret på hudceller doneret af mennesker der f. eks. har fået fjernet overskydende hud efter en fedmeoperation.

Projektet vil benytte data fra tidligere forsøg med hudinfektion af mus som sammenlignings-grundlag. Dermed involverer projektet ikke udførelse af nye dyreforsøg.

Udover etiske problemer i forbindelse med at anvende dyreforsøg, er det også meget dyrt og besværligt at lave eksperimenter med dyr. Muligheden for at erstatte i hvert fald en del dyreforsøg med et cellebaseret alternativ vil derfor også gøre det både billigere og nemmere at teste f.eks. nye slags antibakterielle stoffer. Desuden kan den kunstige hud dyrkes ved anvendelse af forholdsvis simpelt laboratorium-udstyr, hvorved også laboratorier der ikke har faciliteter til at foretage dyreforsøg, kan udføre infektions-studier.

Dermed er et sådant alternativ ikke bare godt for dyrevelfærden, men også for samfundet generelt og for forskningen i ny medicin især.

Abstract

I Danmark anvendes der mindst 500 forsøgsmus om året alene til hudinfektionsstudier, hvilket omregnet for hele EU svarer til omkring 25.000 mus. Cytotoxicitet og allergenicitet af topikale lægemidler kan i dag testes ved anvendelse af human in vitro hud dyrket i en Petri-skål, hvorimod virkningsgraden af medicin mod hudinfektioner på nuværende tidspunkt kun kan testes ved anvendelse af forsøgsdyr, da der ikke eksisterer en in vitro model til dette. Formålet med projektet har derfor været at udvikle og etablere en model baseret på kunstig hud, der kan anvendes som alternativ til dyreforsøg i forbindelse med forskning i sår-infektioner.

Denne in vitro sår-infektionsmodel er baseret på kommercielt tilgængelig fuldtudviklet in vitro-dyrket human hud (EpiDermFT, MatTek). Den kunstige hud er påført et biopsi-sår (3 mm i diameter), der inficeres med stafylokokker eller andre relevante bakterier. Efter infektionen er etableret (18 timer) påbegyndes behandling med topikal antimikrobiel salve to gange dagligt.

Vi har anvendt denne model til at teste virkningsgraden af to meget anvendte topikale lægemidler (mupirocin og fusidinsyre) til behandling af infektion med Methicillin Resistent Staphylococcus aureus (MRSA). Desuden har vi undersøgt effekten af såvel infektion som behandling af infektion (med mupirocin- og fusidinsyre-salve) ved at måle niveauet af 29 cytokiner og kemokiner. Hudstykkerne er desuden undersøgt ved histologi.

Bakteriemængden i sår behandlet med fusidinsyre eller mupirocin var henholdvis 10.000 gange og 200.000 gange lavere end i ubehandlede inficerede sår, hvilket er sammenligneligt med data fra in vivo museforsøg, hvor samme topikale lægemidler er blevet undersøgt. Vi fandt desuden et markant fald i inflammations-niveauet for de behandlede sår i forhold til ubehandlede sår baseret på cytokin og kemokin-profilerne. Histologien viste, at de tilbageværende bakterier i de behandlede sår primært var lokaliseret i sårranden, hvor de måske er fysisk beskyttet mod behandlingen med fusidinsyre eller mupirocin pga. små revner i huden.

Vi brugte desuden infektionsmodellen til at undersøge infektionsgraden af tre forskellige stafylokokker (uden behandling). Vi fandt at S. pseudintermedius, en opportunistisk patogen som ofte findes hos husdyr, inficerede huden i næsten ligeså høj grad som de to S. aureus stammer (en methicillin sensitiv og en methicillin resistent stamme), dog forårsagede S. pseudintermedius stammen et lavere inflammationsniveau (baseret på cytokin- og kemokin-profilen) end de to (human patogene) S. aureus stammer. Forskellene mellem de to S. aureus stammer var små (ikke signifikante).

Ovenstående viser, at in vitro sår-infektionsmodellen udviklet i dette projekt kan anvendes til at undersøge niveauet af bakterier i inficerede sår med eller uden behandling, endvidere kan modellen bruges til at undersøge ændringer i cytokinprofil og histologi forårsaget af infektion og/eller behandling. Modellen kan desuden anvendes til at sammenligne infektion med forskellige stammer (evt. mutanter) af bakterier. Således tilbyder modellen et velegnet alternativ til dyremodeller for forskning i sår-infektioner, herunder, men ikke begrænset til, forskning i effekten af topikale antimikrobielle stoffer.

Tilmeld dig Danmarks 3R-Centers nyhedsbrev.

Søg på 3rcenter.dk