Slitasjegikt (osteorthritis) er den vanligste formen for leddgikt, og det anslås at mellom 10 og 15 prosent av befolkningen lider av sykdommen.

Det er en kompleks tilstand med flere overlappende lidelser. Den kommer ofte snikende på pasienten og er av ulike årsaker vanskelig å diagnostisere på et tidlig stadium.

Mange føler smerte eller begrenset bevegelighet i måneder og år, og det koster både pasienten og samfunnet store summer. Det er heller ikke uvanlig å bli arbeidsufør.

Ukjent årsak

– Slitasjegikt forekommer oftest hos eldre mennesker, men kan også ramme folk helt ned i 20-årsalderen som et resultat av skade eller overforbruk av leddene, sier forsker Rajesh Kumar ved Institutt for fysikk på NTNU.

– Det er en av de vanligste årsakene til funksjonsnedsettelse. Til tross for grundige undersøkelser de siste tiårene er den nøyaktige årsaken til at sykdommen inntreffer fortsatt uklar.

Kumar har lang erfaring innenfor optikk og fotonikk og har viet de siste tre årene til forskning på slitasjesykdommer.

Sammen med kolleger har han tatt i bruk en relativt ny og avansert teknikk kalt ikke-lineær optisk mikroskopi.

• Les også: Mikrobilder gir svar om gikt

Oppdager viktige tegn

Teknikken gjør det mulig å få et klart, høyoppløst bilde av leddbrusk som gradvis slites ned når sykdom utvikler seg. Bildene viser seg å ha et stort potensial når man ser etter tegn på en leddsykdom, inkludert slitasjegikt.

I tillegg gir 3D-bildene forskerne bedre innsikt i hva som faktisk skjer med leddbrusk under utviklingen av slitasjegikt.

– I en frisk og normal tilstand gjør den jevne og glatte overflaten på brusken at leddet beveger seg friksjonsfritt. Slik er det ikke for personer med som er berørt av slitasjegikt. Her har brusken riper, mikroskopiske sprekker og andre ujevnheter i leddet, sier Kumar.

– Disse er kun synlige ved hjelp av ikke-lineær optisk mikroskopi.

Og nettopp derfor er teknologien viktig. Disse tegnene er avgjørende for å kunne stille riktig diagnose.

Bein mot bein

Hos personer med slitasjegikt vil leddbrusk etter hvert slites vekk, og det blir ingen beskyttelse igjen mellom beina i leddet. Dermed vil beina gnisse mot hverandre under bevegelse. Dette kan forårsake store smerter og føre til nedsatt bevegelighet i leddet.

– Ofte kommer pasienten til legen med smerter, og etter flere runder blir det fastslått at gikten har kommet langt. Da kan tilstanden ha vært under utvikling i lang tid, men det blir vanskelig for legen å si noe om forløpet eller når utviklingen startet på grunn av mangel på synlige symptomer.

– En langsom, gradvis utvikling og mangel på nøyaktige karakteriseringsverktøy er noe av det som forhindrer tidlig diagnostisering. Flere undersøkelser trenger å bli gjort for å forstå de underliggende mekanismene i sykdommen, forklarer Kumar.

For lite informasjon

På grunn av mangel på nøyaktighet, reproduserbarhet og høy oppløsning, er nåværende verktøy som røntgen, MR, CT og ultralyd, ikke effektive nok.

– Røntgen blir ikke spesifikt eller sensitivt nok til å kunne oppdage bruskskader. Det gir informasjon om avstanden mellom to ledd, men det gir ingen spesifikk informasjon om brusken som ligger i det aktuelle leddet.

– MR gir litt informasjon om brusk, i hvert fall bedre enn røntgen og CT, men gir ikke høyoppløselige bilder på mikrometernivå, slik ikke-lineær optisk mikroskopi gjør, sier Kumar.

Kumar har mottatt tre millioner kroner fra Helse Midt-Norge. Han vil sammen med sine kolleger fortsette sitt arbeid i minst tre år til og vil etter hvert utføre studien på en større gruppe mennesker.

Tidlig fase

Per i dag finnes det ingen behandling eller noen form for kur for sykdommen – kun symptomlindring. Selv om NTNU-forskernes funn ikke endrer på det, kan det likevel være en viktig puslespillbrikke i arbeidet med å forstå sykdommen bedre.

– Vårt arbeid er i en tidlig fase, men dette er et viktig steg mot en bedre forståelse av sykdommen. Det kan muligens lede til tidlig diagnostisering og derfor bedre behandling av slitasjegikt, konkluderer forskeren.

Referanse:

Rajesh Kumar mfl: Nonlinear optical microscopy of early stage (ICRS Grade-I) osteoarthritic human cartilage. Biomedical Optics Express, april 2015, doi: 10.1364/BOE.6.001895.

Norges oljeressurser er synkende, og framtida for norsk sokkel vil være avhengig av løsninger som kan utnytte mindre felt, bedre leteteknologi, og bedret utvinningsgrad på nåværende felt.

BRU til framtida

I 2004 startet NTNU prosjektet BRU for å utvikle en strategi for framtidas forskning og utdanning ved NTNU innenfor området leting og utvinning av olje og gass.

NTNU har gjennomført en omfattende undersøkelse av norsk oljebransje gjennom spørrerunder hos 50 oljeselskaper, leverandørbedrifter, myndigheter, organisasjoner og Norges forskningsråd.

Man har stilt spørsmålet: Hvilken forskning er viktigst for forbedret leting og for økt utvinning av olje og gass?

Svarene fra det samlede olje-Norge ble denne uka presentert på konferansen “Teknologi og F&U-strategi innenfor petroleum” ved NTNU i Trondheim. Olje- og energiminister Thorhild Widvey åpnet konferansen.

Anbefaler arktisk utvinning

Undersøkelsen kommer med ti konkrete forskningspolitiske anbefalinger.

Arktisk olje- og gassutvinning er ett av disse. Oljedirektoratet har anslått at havområdene utenfor Nord-Norge kan inneholde en tredjedel av de uoppdagede petroleumsressursene på norsk sokkel.

Det er beregnet at 25 prosent av verdens resterende ressurser av hydrokarboner befinner seg i Arktis (områdene nord for tregrensen).

Norge må utvikle ny teknologi for å kunne utnytte ressursene under svært vanskelige forhold. I tillegg stiller dette sårbare områder overfor store økonomiske, teknologiske og økologiske utfordringer.

Het politisk potet

Professor Jon Kleppe ved NTNU er en av arkitektene bak rapporten.

Dere foreslår mer olje- og gassutvinning i Arktis. Er dere ikke redd for å gå inn i denne debatten, med tanke på hvilket politisk rabalder dette kan skape?

- Vi forskere som står bak denne rapporten ønsker ikke å gå inn i den politiske debatten. Vi er opptatt av at faktiske forhold kartlegges og at det blir utviklet tekniske løsninger som sikrer at eventuell leting og utvinning skjer under trygge forhold, både miljømessig og sikkerhetsmessig.

Farlige farvann

Hvilke elementer av økt risiko er det ved utvinning og transport i arktiske farvann?

- Miljøet i arktiske farvann er mye mer sårbart enn andre steder. Derfor er det viktig å tenke miljøvern i teknologiutviklingen. Løsningene må være på plass før eventuell produksjon startes. Dermed vil risikoen for miljøskader kunne reduseres til et minimum, sier Kleppe.

Bedre værdata

Det trengs også bedre klimatiske data. Vind, bølger og havstrømmene setter selv den kraftigste dimensjonering under press. Det store X er imidlertid isen. Dessuten er kulda også et problem under vann, ettersom transportering av olje og gass antakelig vil skje gjennom rørsystemer på havbunnen.

- Transport av olje og gass i rør under ekstreme forhold trenger nye løsninger som krever mye forskning og utvikling, sier Kleppe.

Miljøteknologien?

Miljøteknologien er imidlertid ikke særlig konkretisert i rapporten.

- Miljørettet forskning er i denne fasen ikke særlig omtalt i rapporten. NTNU og SINTEF har imidlertid høy kompetanse på dette området, og det anbefales at disse miljøene knyttes opp mot BRU-prosjektet i den videre utviklingen.

NTNU og SINTEF samler ressursene

De to forskningsinstitusjonene skal samle alle sine ressurser innenfor petroleumsforskningen i et GEMINI-senter. Dette senteret vil etter hvert kunne omfatte 200 forskere, og ca. 200 millioner kroner i årlig innsats.

NTNU og SINTEF står for halvparten av all forskningsaktivitet innenfor oppstrømsdelen av olje- og gassforskningen i Norge.

Ord som “kloning” virker fort skremmende. Ordet har en klang av hvite laboratoriefrakker, tukling med skaperverket og Huxleys Vidunderlige nye verden.

Men kloning er ikke nødvendigvis så nifst, og trenger ikke ha noe som helst med laboratorier å gjøre. Kloning er i høyeste grad en del av skaperverket allerede, og er en prosess som blant annet foregår når jordbærplanten sender ut avleggere. Så jordbær er per definisjon klon-mat. Det samme gjelder poteten.

Mange vanlige nordmenn har også klonet planter. Enhver som har tatt med en stikling for å plante den i en potte hjemme, har drevet med kloning.

Forskjellige former for kloning

Likevel er det selvfølgelig litt forskjell på det å få med seg en stikling fra naboen hage og det som brukes innen moderne landbruk og skogsdrift.

Tore Skrøppa er professor i genetikk ved Norsk Institutt for Skogforskning (Skogforsk) i Ås, et frittstående institutt under Landbruks- og matdepartementet. Skrøppa forteller at det finnes tre former for kloning som kan brukes når det er upraktisk eller umulig å dyrke trær fra frø.

- Den første typen er poding. Poding er simpelthen at kvister av eldre trær podes på unge grunnstammer, ca. 0,5 cm høye. Poding brukes til å formere gamle trær, spesielt til å lage frøplantasjer der de “gamle” genotypene skal produsere frø.

- Metoden er velegnet når man trenger helt spesielle tretyper, som for eksempel til gravsteder, og er mye brukt i Danmark.

Stiklinger

- Den andre typen er stiklingsformering. Det vil si at stiklinger, kvister av unge trær, settes i jord og dyrkes under høy luftfuktighet. Etter hvert setter stiklingene røtter.

- Kvistene kan vokse opp til trær som kan plantes ut, spesielt hvis stiklingsgiverne er unge. Ulempen er at dersom kvistene tas fra trær eldre enn fem-seks år, kan stiklingene vokse mer som grener enn som trær, og dermed få en litt spesiell form.

- Dessuten koster trær fra stiklinger to-tre ganger så mye som frøplanter, fordi de må håndteres flere ganger, sier Skrøppa.

Den tredje, og nyere metoden, går under navnet “somatisk embryogenese”. Det er den som nå skal brukes for å klone juletrær.

Vevskulturer

Ved somatisk embryogenese tar man utgangspunkt i et frø-embryo og dyrker fram en vevskultur fra dette. Fra vevkulturen kan man så produsere mange planter med identisk genetisk sammensetning. Dette betyr at man fra ett eneste granfrø kan dyrke fram et stort antall planter.

I praksis betyr det at man lettere kan finne den beste planten og dyrke fram en mengde kopier av den. Dette blir billigere for produsenten, billigere for forbrukeren og billigere for miljøet, siden man ikke bruker ressurser og jord på å dyrke trær som så må kasseres.

Metoden har en annen stor fordel, nemlig at vevkulturen kan fryses ned og oppbevares i lang tid. Dette gjør det langt lettere å finne frem til de beste krysningene og utvikle dem videre.

På få år kan man i teorien dyrke fram millioner av planter fra en enkelt gran. Så når de tekniske dikkedarene er ryddet av banen, har man alle muligheter for å utvikle en automatisert og billig teknikk for å produsere såkalte somatiske planter, som man kaller ting som vokser og er frembragt gjennom somatisk embryogenese.

Under utforskning

- Teknikken med å bruke somatisk embryogenese for å skape vevkultur har vært under utforskning til bruk på planter de siste 10-15 årene. Metoden brukes på mange planteslag. Det har også vært forsket på for trær i samme periode, men er ennå ikke i bruk i særlig grad på praktisk produksjon av trær, forteller Skrøppa.

Det er altså det man håper å bedre på nå. Finnes det noen ulemper ved kloning?

- Det vil være feil om en anlegger plantasjer for langsiktig skogproduksjon med bare en eller et fåtall kloner, påpeker Skrøppa.

Poenget er at genetisk variasjon skaper sterkere motstand mot sykdommer. Så hvis for mange planter er helt like genetisk, vil de være langt mer utsatt for parasitter og sykdommer.

- Det er derfor regler som skal forhindre at det plantes for mange genetisk like trær. Dessuten bør kloner testes før bruk i langsiktig skogproduksjon, avslutter Skrøppa.

Foreløpig har man vist at stamceller fra ryggmargen i mus synes å kunne bli spesialisert hvis man setter dem i forskjellige organer, skriver forskerne som publiserte en artikkel i Nature i forrige uke.

Man har funnet igjen cellene i både hjerne, hornhinne, lunge, hjerte, muskelvev, lever, tarmer, nyre, galleblære, beinmarg og hud.

Verfaille forteller at de ennå ikke har fått bekreftet at disse cellene fungerer som de andre cellene i disse vevene, men i en del av organene utgjør de 45 prosent av cellene, og disse organene fungerer.

Dersom dette fungerer på mennesker, har man kommet et langt steg på vei til å kurere en rekke type sykdommer. En rekke britiske forskere intervjuet av BBC torsdag kveld, karakteriserte arbeidet som banebrytende og som meget lovende.

Mindre sjanse for kreft

En av fordelene med slike stamceller skal være at det er mindre sjanse for at det kan utvikles kreft, og etisk sett er det mange fordeler med en slik løsning. Bruk av stamceller fra fostre har vært lite populært i mange miljøer, og både religiøse og politiske organisasjoner har gått totalt i mot slik bruk av celler fra fostre.

Det vil nok være atskillig lettere å få forståelse for at man tar celler fra ryggmargen hos voksne mennesker som utgangspunkt for å lage viktige cellekulturer og vev.

Både Verfaille og flere av forskere som ble intervjuet av BBC, advarer mot at man slutter å forske på bruken av stamceller fra fostre.

Hva er stamceller?

Flere tusen celler dør i kroppen hvert eneste sekund. I en frisk kropp blir disse erstattet med nye celler umiddelbart. Cellene som produserer nye celler kalles stamceller. Stamcellene er opphavet til spesialiserte kroppsceller som for eksempel muskel-, blod-, hud-, tarm- og nerveceller. I tillegg til å lage nye celler kan stamcellene også reprodusere seg selv. De blir til nye, identiske stamceller. Vanlige celler kan også dele seg, men de nye cellene blir ikke helt identiske. De mister nemlig noen av opphavscellens egenskaper på veien, mens stamcellene ser ut til å ha “evig liv”.

Bruk av stamceller

Den vanligste medisinske bruken av stamceller fra fødte mennesker er i dag beinmargceller i behandling av blodkreft. Behandlingen skjer ved at man høster stamceller fra pasientens beinmarg. Når pasienten strålebehandles for å drepe kreftcellene, medfører dette også at stamcellene i beinmargen blir drept, og pasienten klarer ikke selv å produsere blod. For å hindre at pasienten dør av blødning, settes derfor stamcellene inn igjen i pasientens beinmarg for at de skal produsere friske blodceller som kan stoppe blødninger og bekjempe infeksjoner.

“Norge kan komme til å bidra sterkt internasjonalt. Ikke minst på grunn av vår nasjonale kombinasjon av teknologisk spisskompetanse og interesse for verdidebatt” fastslår rapporten.

Dag Høvik, programkoordinator for Nanomat-programmet i Forskningsrådet, ønsker nå en offentlig debatt om rammebetingelser for nanoteknologi.

- Det er mye positivt med denne teknologien. På sikt kan både syn og hørsel forbedres ved hjelp av nanoteknologi, sier Høvik.

- Men det er også knyttet usikkerhet til utviklingen og til mulige negative helse- og miljøeffekter. Kvalitativt og kvantitativt nye risikoer kan oppstå. Dette betyr også at det er nye forsknings- og kompetansebehov knyttet til nanoteknologier og helse, miljø, etikk og samfunn.

Fascinasjon og frykt

Forskningsrådet opprettet derfor et eget prosjekt med en arbeidsgruppe som nå har utredet nasjonale forskningsbehov knyttet til nanoteknologi.

Medlemmene i arbeidsgruppen ble pekt ut i samarbeid med Den nasjonale forskningsetiske komite for naturvitenskap og teknologi (NENT) og Teknologirådet.

Leder i NENT, professor Bent Natvig, har vært leder for arbeidsgruppen, mens seniorforsker Morten Bremer Mærli har vært gruppens sekretær. De er begge medlemmer i NENT. I tillegg ble det opprettet en referansegruppe for å sørge for en kvalitetssikring og forankring av studien i relevante nasjonale fagmiljøer og organisasjoner.

- Det er viktig å gi samfunnet en opplyst forståelse for risiko og muligheter innenfor nanoteknologi.Vi er også opptatt av at utredningen formidler en fascinasjon i forhold til denne nye virkeligheten, men vi trenger rammebetingelser som må sees i en internasjonal sammenheng, sier professor Matthias Kaiser, sekretariatsleder i NENT.

I rapporten påpekes det at dialogen mellom vitenskapelige miljøer og befolkningen generelt må unngå tidligere fallgruver, som eksempelvis for genmodifiserte organismer. Her førte unyansert informasjon og ufullstendige risikostudier til mistillit og høy grad av allmenn avvisning.

Ønsker debatt

- Dersom vi skal få til en bærekraftig utvikling innenfor nanoteknolgi, må alle aspektene vurderes. Når det gjelder genteknologi, har debatten ofte vært preget av gale premisser og fundamentalistiske synspunkter, sier seniorforsker Fabrice Lapique fra Det Norske Veritas som også sitter i referansegruppen.

- Med denne nye utredningen prøver vi derfor å skape en balansert offentlig debatt om muligheter og risiko innenfor nanoteknologi, sier Høvik.

Nanoteknologiens fremtid er avhengig av hvordan samfunnet reagerer på dagens og morgendagens forventninger til teknologien. Frykt og bekymring, som uunngåelig vil komme i takt med økende bruk av nanoteknologier, kan bare møtes med en åpen, kvalifisert og tilrettelagt debatt mellom ulike aktører og deres respektive “behov”, påpeker rapporten.

Muligheter

Rapporten fastslår at nanovitenskap og nanoteknologier i dag fremstår som strategisk viktige forskningsområder med store industrielle og samfunnsmessige muligheter.

Dag Høvik mener at næringslivet vil bli nødt til å være mer kunnskapsintensivt i framtiden ettersom nanoteknologi vil påvirke produksjonen av tjenester og produkter globalt.

- Nanomat-programmet skal bidra til at FoU-institusjonene greier å spille på lag med næringslivet og at kunnskapen blir kommersialisert. Dette kan gi Norge konkurransefortrinn innenfor teknologiutvikling knyttet til energi, miljø, prosess, material og medisin.

- Norge er jo et kostnadskrevende land, og vi må derfor konkurrere internasjonalt med kompetanse som hovedfortrinn. Da vil kunnskap om nanoteknologi være viktig, sier Høvik.

En av de største enkeltsatsningene innenfor nanoteknologi er det amerikanske programmet “MIT’s Institute for Soldier Nanotechnologies” som er finansiert av Pentagon.

Deler av dette programmet er hemmelig. Utviklingen av utstyr og drakter som gjør at soldater kan gjøre ting som fysisk er umulig i dag, er en del av det amerikanske forskningsprogrammet. Nanoteknologi vil trolig spille en betydelig rolle for videreutvikling av konvensjonelle våpen.

- Det kan være betenkelig at mye av forskningen i USA innenfor nanoteknologi er finansiert av det amerikanske forsvaret. Men den militære forskningen vil også kunne føre med seg positive resultater for det sivile samfunnet, sier Høvik.

Utfordringer

Rapporten påpeker at kunnskapen om nanomaterialenes mulige helse- og miljøeffekter er for ufullstendig. Nanopartikler er bare en liten del av nanovitenskapen, men partikkelegenskaper som både forskning og industri er ute etter, kan være de samme kvaliteter som gjør nanomaterialer til mulige helse og miljøtrusler.

- Effektene av hybridsystemer, hvor nanoteknologi fjerner grenser mellom organisk og uorganisk materiale, eller grensene mellom fagfelt som nevrovitenskap og molekylær biokjemi, er eksempler på områder vi må ha mer kunnskap om.

- Konvergensen av nanoteknologier, IT, bioteknologi og kognitiv vitenskap kan vise seg svært kraftfull. Konsekvenser for den enkelte, så vel som på samfunnsnivå – med nye og ukjente etiske og rettslige rom – kan være vidtrekkende.

For all teknologiutvikling må det gjøres verdivalg underveis. Rapporten prøver å tydeliggjøre disse verdivalgene.

Helseutfordringer

- Nanoteknologien vil også føre til at diagnostikken vil være i rivende utvikling, og vi vil kunne oppdage sykdommer lenge før man har symptomer og før man har utviklet alternative behandlingsmetoder. Dette vil gi samfunnet en del utfordringer, sier Olav Flaten, som også er medlem av referansegruppen og medisinsk direktør i GlaxoSmithKline.

Rapporten spør også om hva som skjer når kunstige nanopartikler blir absorbert gjennom huden og gjennom innånding. Både kunstige og framstilte nanopartikler kan bli pustet inn. Hvordan vil dette påvirke vår helse?

Vi vet at vi har pustet inn nanopartikler fra vedfyring i flere tusen år, men noen dypere forskningsresultater om nanopartiklenes virkning på helsen er ikke gjort. Hva skjer med kunstige nanopartikler etter at de har gjort sin medisinske jobb i menneskeorganismen?

Hudkrem produsenten L’Orèals bruker allerede nanoteknologi, men det står lite om dette på produktene forbrukeren blir tilbudt. Utredningen gir et innblikk i noen av disse utfordringene, og den konkluderer med at “føre-vâr-prinsippet” må gjelde også innenfor nanoteknologi.

Full åpenhet

Alle kjente aspekter ved nanoteknologien må med andre ord få komme fram, basert på fri og uhildet forskning.

Forskning og kompetansebygging på etiske, rettslige og samfunnsmessige aspekter innenfor nanoteknologi kan bidra til å skape en mer helhetlig forståelse. Slike studier kan dessuten bidra til et fokus som er bredere enn kun de kommersielle og økonomiske, og de kan danne grunnlaget for sunn forvaltningspraksis nasjonalt og internasjonalt.

Samtidig som den nasjonale nanoteknologiske forskningen bør spisses videre innen deler av fagfeltet, bør den med andre ord også utvides. Rapporten skisserer de viktigste utfordringene:

• Å øke bredden i den nasjonale nanoteknologiforskningen med integrerte analyser av etiske, rettslige og samfunnsmessige sider knyttet til teknologiutviklingen, samt studier av mulige helse- og miljøeffekter.
• Å legge til rette for tverrfaglighet, transparens og nye arenaer for offentlig og faglig samhandling, nasjonalt og internasjonalt.
• Å sikre forskningsbevilgninger for etiske, rettslige og samfunnsmessige analyser samt for studier av mulige helse- og miljøeffekter. Bevilgningene må reflektere fagfeltets økende industrielle og forskningsmessige betydning.