Blodhjernebarrieren, der sidder mellem hjernen og blodet, gør et rigtig godt arbejde med at beskytte vores hjerne ved at kontrollere præcis, hvad der bliver lukket ind. Det betyder bare også, at det er svært at få medicin mod f.eks. Alzheimers, depression og skizofreni ind til hjernen.

Derfor arbejder forskere på Det Farmaceutiske Fakultet på Københavns Universitet på at udvikle en kunstig blodhjernebarriere, så medicinalindustrien hurtigt kan teste, om deres potentielle behandlingsstoffer kan slippe ind til hjernen.

Og medicinen skal ikke bare kunne slippe ind i hjernen, den skal også kunne blive der, forklarer lektor Birger Brodin Larsen, der leder arbejdet.

»Ud over at barrieren er supertæt, sidder der et helt batteri af aktive pumper - transportproteiner - i barrieren, som poster evt. stoffer ud, som er trængt ind. Så det er svært at udvikle hjernemedicin.«

Blodhjernebarrieren er blandt de tætteste væv i kroppen, da hjernen er meget følsom og f.eks. skal beskyttes mod giftstoffer samt ændringer i blodets saltkoncentrationer, der bl.a. kan få hjernen til svulme op.

Der er ingen nem vej til at lave en model, så forskerne følger to spor - dels bygger de en model op af celler fra oksehjerner og rotter, og dels kloner de sig frem til en blodhjernebarriere af cancerafledte celler, der ikke har noget med hjernevæv at gøre.

»Man ved aldrig helt, hvad man finder i videnskaben, så det kan være svært vide, hvad der vil ende op med at virke bedst. Så vi rider på to heste og ser, hvilken der fører os længst,« forklarer Birger Brodin Larsen.

Den største udfordring er at give cellerne besked om, at de skal opføre sig som en blodhjernebarriere. I forskernes okse-rottemodel er det løst ved at dyrke cellerne fra oksen sammen med rotters astrocytceller, da de sender signaler, der får oksecellerne til fungere som en blodhjernebarriere.

Men resultatet er endnu ikke perfekt. Den foreløbige model indeholder nemlig ikke alle transportproteiner, men den er til gengæld virkelig tæt, hvilket bl.a. skyldes, at de har fundet en ny metode til arbejdet, som de ikke kan komme nærmere ind på, før den er publiceret.

Målet er, at den klonede model skal blive bedre, understreger Birger Brodin Larsen:

»Vi håber, at vi kan klone os frem til en endnu tættere cellebarriere og med flere transportproteiner, men hovedproblemet er at få celler til at ligne hjernebarrieren godt nok.«

I sidste ende bliver modellen lagt på et filter, der består af et fintmasket porøst net af polykarbonat med de tætte barriereceller på den ene side og de kodende astrocytceller på den anden. Filtret lægges herefter i en brønd med væsker på begge sider, og medicinen tilsættes så på skift fra de to sider.

Hvor god medicinen er til at trænge igennem barrieren og blive i hjernen vurderes ud fra forskellen i transport af medicinen fra henholdvis blod til hjerne og fra hjerne til blod.

Hvis der f.eks. stort set ikke er nogen transport fra blodsiden til hjernen, men stor transport til blodsiden, når medicinen tilsættes på hjernesiden, betyder det at medicinen har svært ved at trænge igennem barrieren og at den bliver pumpet ud igen. Den pågældende medicin vil således ikke få adgang til hjernen.

Birger Brodin Larsen forventer, at modellen vil gøre det muligt for industrien at udskifte omkostningsfulde dyreforsøg med celleforsøg, og således kunne udvikle medicin mod hjernesygdomme langt hurtigere.

Men der er et stykke vej endnu. Forskernes mål er, at de om to år har fået indsat transportører i mindst to cellelinjer og at de om tre år har fået valideret deres modeller mod en række medicinalstoffer.

Afdelingsleder Mads Kreilgård ved den danske virksomhed Lundbeck, der udvikler medicin mod psykiske og neurologiske lidelser, fortæller, at der i dag ikke findes en fuldstændig model af blodhjernebarrieren og at heller ikke dyremodeller giver et fuldt billede af, om medicinen kan trænge ind til menneskets hjerne.

Så forskerne får først det endelige svar på medicinens evner i forhold til barrieren, når den er nået hele vejen til de første forsøg i mennesker.

»Det vil klart være en stor hjælp, hvis vi får en rigtig god model af blodhjernebarrieren. Det vil gøre os meget bedre til at forudsige, om medicinen vil nå ind til hjernen, så vi kan effektivisere medicinudviklingen og udvælge de rette stoffer at gå videre med,« siger Mads Kreilgård.

Kunstig Blodhjernebarriere
Den kunstige blodhjernebarriere er dannet af celler fra en oksehjerne. De er på billedet til venstre fire til seks dage gamle. Cellerne danner et fladt sammenvokset lag, så næsten intet kan trænge igennem.

Det røde repræsenterer cellerkernerne og de grønne zigzaglinjer mellem cellerne er der, hvor cellerne er klistret fuldstændig sammen af proteiner - man kan kalde det proteinlynlåse.

Fotoet er taget i et såkaldt konfokalt lasermikroskop af forskningsassistent ved Det Farmaceutiske Fakultet på Københavns Universitet, Hans Christian Helms, der også er hovedmanden bag opdyrkningen af okse-rotte-blodhjernebarrieren.