Axel Karl Gottfrid Nyman vant den regionale finalen av Forsker Grand Prix. Han presenterte forskningen "Nanomajones til nyfødte med hjerneskade". Foto: Thor Nielsen, NTNU

Melatonin gir håp for hjerneskadde barn

Barn som fødes med hjerneskade kan vanskelig behandles. Men det ligger håp i ny forskning på signalstoffet melatonin.

MELATONIN: – Signalstoffet melatonin kan hjelpe barn med hjerneskade. Men det kan ikke brukes effektivt i dag. Min forskning kan gjøre behandling tilgjengelig, sier Axel Karl Gottfrid Nyman ved Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk ved NTNU.

Forsker Grand Prix

  • Forsker Grand Prix er en konkurranse i forskningsformidling for doktorgradskandidater.
  • Kandidatene deltar først i regionale finaler av Forsker Grand Prix. De to beste går videre til den nasjonale finalen der de møter de beste deltakerne fra landets øvrige regionale finaler.
  • I den nasjonale finalen kåres Norges beste forskningsformidler. Finalen arrangeres på Byscenen i Trondheim 30. september.

Nyman kom til finalen i Forsker Grand Prix 30. september i år. Han forsker på et felt som angår mange, både direkte og som pårørende.

Hvert andre minutt fødes et barn med hjerneskade. Vi vet ikke alltid hvorfor, men den vanligste årsaken vi kjenner til er for lite blod og oksygen til hjernen. Konsekvensene kan være dramatiske og føre til et liv med cerebral parese, nedsatt konsentrasjonsevne, epilepsi og varig behov for støtte og hjelp fra omgivelsene.

Vanskelig behandling

Hjerneskade i nyfødte er vanskelig å behandle. Noen barn kan behandles med nedkjøling av kroppen, men dette er en potensielt risikabel behandling som ikke kan tilbys for tidlig fødte, som ikke har fullgod effekt og som bare kan tilbys ved avanserte intensivenheter. Derfor er behovet stort for nye behandlingsmuligheter.

Melatonin er best kjent som kroppens signalstoff for å regulere døgnrytmen. Når netthinnen i øyet slutter å motta lys om kvelden vil den sende signaler til konglekjertelen (epifysen) i hjernen. Denne kjertelen skiller ut melatonin, som igjen gjør at vi blir trette og får lyst til å sove.

Antioksidant

Axel Nyman vil øke sjansen for at melatonin kan virke i behandlingen av nyfødte barn med hjerneskade. Foto: Julie Gloppe Solem, NTNU

Men evolusjonshistorisk har melatonin en helt annen rolle: Lenge før det fantes dyr med døgnrytme på jorda besto atmosfæren først og fremst av nitrogen og karbondioksid, og livet var tilpasset dette. Men så, for cirka 2.4 milliarder år siden, økte atmosfærens innhold av oksygen enormt.

Resultatet av dette var en masseutryddelse av liv på jorda, fordi oksygen er et ekstremt reaktivt stoff som er svært giftig om vi ikke hadde utviklet et forsvar mot det. De bakteriene som greide å overleve hadde utviklet et forsvar: melatonin.

Melatonin fungerer nemlig som en antioksidant – et stoff som beskytter oss mot farlig oksygen. Ettersom melatonin er lysfølsomt og brytes ned om dagen har det senere fått andre funksjoner – som for eksempel signal på at det er natt og at vi skal sove.

Babyer har lite melatonin

Mange vet at nyfødtes døgnrytme ikke alltid passer med foreldrenes. Det er nemlig slik at nyfødte ikke kommer skikkelig i gang med produksjon av melatonin og andre antioksidanter før de er noen måneder gamle.

Babyer er derfor spesielt sårbare for sykdommer som fører til skadelig oksygen i kroppen – slik som hjerneskade betinget i lavt oksygen og nedsatt blodstrøm.

Må løses opp

Hvorfor gir vi ikke nyfødte melatonin i dag? Et av problemene er at melatonin er lite vannløselig. For å gi det i blodbanen i høye doser, som trolig er viktig for å få full effekt, må vi derfor løse det opp i løsemidler.

Nyfødte kommer ikke skikkelig i gang med produksjon av melatonin og andre antioksidanter før de er noen måneder gamle.
Babyer er derfor spesielt sårbare for sykdommer som fører til skadelig oksygen i kroppen. Foto: Colourbox

Disse løsemidlene kan ha skadelige effekter på hjernen og ta bort den gunstige effekten av melatonin.

Et alternativ er å gi stoffet i tablettform. Problemet med denne metoden er at melatonin brytes ned i leveren før det når hjernen – så mye som halvparten eller mer av melatoninet når aldri frem. Det går dessuten mye langsommere.

Ny nanometode

– I mitt doktorgradsprosjekt prøver vi en tredje metode: Å kapsle melatonin inn i fettholdige nanopartikler, sier Nyman.

Melatonin løser seg nemlig godt opp i fett.

–  Ved å bruke en slags nanomajones bestående av bittesmå dråper av fett med melatonin i vann, kan vi gi store doser i blodbanen på kort tid uten å bruke skadelige løsemidler, sier Nyman.

Mye testing gjenstår

Før denne nye behandlingen er klar for bruk i mennesker, må den testes ut på rotter.

– Jeg skal undersøke hvor mye av melatoninet som tas opp i hjernen med de nye nanopartiklene sammenlignet med melatonin i tradisjonelle løsemidler, sier Nyman.

Deretter skal Nyman forsøke å behandle nyfødte rotter med hjerneskade og måle effekten sammenlignet med tradisjonelle løsemidler.

Om resultatene er lovende, kan de gi andre forsøksgrupper mulighet til å gjenta deres eksperimenter, før partiklene videreutvikles av legemiddelfirmaer og til slutt når ut til barna som trenger dem.