Ett stort genombrott i studierna av mag- och tarmvirus kom när man lyckades isolera kryptstamceller från mänskliga tarmbiopsier, som sedan kunde odlas och differentieras till mänskligt tarmepitel och minitarmar i 2D- respektive 3D-strukturer [1].

I stället för att använda cancercellinjer, som återspeglar tarmens fysiologi dåligt, kan vi nu generera friskt tarmepitel som innehåller alla olika celltyper som finns i det mänskliga tarmepitelet. Då varje person har en unik genuppsättning ger det oss möjligheten att studera infektions- och immunsvar på individnivå. Vi vet att individvariationen kan vara stor vad gäller mottaglighet för infektion och immunsvar, något som blev tydligt under sars-cov-2-pandemin.

Ur en liten tarmbiopsi renas stamceller fram från kryptorna av epitelet. När stamcellerna odlas i en 3D-struktur (med specifika tillväxtfaktorer) bevaras de som tunntarmsstamceller (enteroider) och kan odlas näst intill i oändlighet. Genom att ta bort vissa faktorer från odlingsmediet kan vi få enteroiderna att differentieras till epitelceller, som i sin tur genererar ett epitel som återspeglar in vivo-situationen.

Linköpings universitet och kirurgiska kliniken på Vrinnevisjukhuset i Norrköping har ett samarbete där patienter som ska genomgå gastrisk bypass-operation [2] tillfrågas om att lämna en tarmbiopsi till forskning. Efter skriftligt samtycke tas biopsin (ett centimeterlångt avsnitt av jejunum) i slutet av operationen.

Ingreppet bedöms som ofarligt för patienten och förlänger operationstiden endast med någon minut. Genom de tarmpreparat patienterna bidrar med har vi kunnat bygga upp ett bibliotek av unika enteroider, och nu pågår intensiv virusforskning. Vi studerar infektion med sars-cov-2, humant norovirus (vinterkräksjukan) [3] och rotavirus.

Det är en unik möjlighet att kunna studera infektioner på detta sätt, det vill säga att använda frisk tunntarm som återspeglar den genetiska variationen i populationen. Tidigare cancercellinjer består av en enda epitelcellpopulation. De saknar därmed mångfalden av celltyper i den mänskliga tarmen och speglar inte den genetiska variationen. En annan viktig begränsning hos cancercellinjer är att de ofta har förändrade metabola signalvägar, vilket kan leda till vilseledande fynd [4].

Mycket av förståelsen av mänskliga patogener kommer från studier i djurmodeller. Det är dock ofta svårt att översätta forskningsresultat från djur till människa. Virus uppvisar art- och organspecifika tropismer, och vissa mänskliga virus kan varken infektera eller orsaka sjukdom hos djur. Detta kan bero på skillnader i cellreceptorerna eller på fysiologiska skillnader som gör att de inte uppvisar samma patofysiologi [5, 6]. Det finns även stora skillnader i immunsystemets utveckling och immunsvar mellan till exempel mus och människa [7].

Enteroiderna innebar ett genombrott för virusforskningen. Med hjälp av enteroider lyckades man 2016 för första gången odla norovirus i laboratoriet [5], efter oändligt många misslyckade försök [6]. Att vi nu fått tillgång till naturligt förekommande celler i tarmen har lett till viktiga genombrott, och det pågår nu intensiv forskning världen över.

Enteroidmodellen används i dag för många mänskliga virus, då den visat sig optimal för virus som tidigare varit omöjliga att odla [5, 8-10]. Vi har som första grupp helt nyligen visat att kräkinnehåll från patienter med vinterkräksjuka innehåller höga mänger infektiöst virus [3].

Enteroider och kolonoider (från tjocktarm) revolutionerar även generella studier av tarmfysiologi och tarmpatologi, vilket också möjliggör direkta jämförelser mellan människor och andra arter.