Kemikalier i huden avbildas med ny metod
En ny metod för att undersöka huden kan minska antalet djurförsök och samtidigt ge nya möjligheter till utveckling av läkemedel och kosmetika. Med kemisk avbildning kan man se alla skikt av huden och mäta närvaro av vilka ämnen som helst i vilken del av huden som helst, med mycket hög noggrannhet.
Högvakuum råder för att undvika störningar när hudprover exponeras för en jonstråle i provkammaren.
Allt fler kemikalier kommer ut i vår omgivning. Exempelvis diskuteras parabener och ftalater som två typer av kemikalier som kan påverka oss. Hittills har det inte varit möjligt att veta hur huden tar upp dem. En studie från Chalmers och Göteborgs universitet, publicerad i tidskriften Contact Dermatitis, visar hur man med kemisk avbildning, med mycket stor noggrannhet, får omfattande information om den mänskliga huden.
Att undersöka hur ämnen tar sig in i och igenom huden har hittills främst gjorts på två sätt; genom att med hjälp av tejpremsor dra loss det översta skiktet, hornlagret, på huden för analys, samt genom urin- och blodprover för att se vad som trängt igenom huden. Vad som händer i hudskikten där emellan vet man fortfarande väldigt lite om.
På bilden monteras hudprover på den speciella provhållare, med elektriskt ledade mikroskopglas, som används vid analysen.
Läkemedel som är bättre anpassade för huden kan bli ett resultat av den nya metoden, som skapades när kemisterna Per Malmberg, vid Chalmers institution Kemi och kemiteknik och Lina Hagvall, vid Sahlgrenska akademin på Göteborgs universitet, korsade sina forskningsfält.
– Med läkemedel vill man ofta att en så stor del som möjligt av dosen ska tas upp av huden, men det händer också att man inte vill ha hudupptag, exempelvis när man stryker på solskyddsmedel som ska ligga uppe på huden och inte tränga in. Vår metod möjliggör läkemedel designade efter hur man vill att ämnet ska tas upp av huden, säger Lina Hagvall, docent inom arbets- och miljödermatologi.
Kemisk avbildning har hittills främst använts för bland annat geovetenskap och cellavbildning, men med tillgång till mänsklig hud från operationer kom forskarna på det nya området för tekniken. Forskarna ser nu även möjligheter öppnas för att byta ut läkemedeltester som idag innebär djurförsök. Deras metod ger mer rättvisande resultat än tester på möss och grisar. Eftersom det inte är tillåtet med djurförsök för att testa kosmetika kan metoden dessutom skapa nya möjligheter för kosmetikaindustrin.
– Många djurförsök är inte längre nödvändiga i och med den här metoden. Vill man veta något om den mänskliga hudens passiva upptag är den här metoden lika bra. Mänsklig hud är bättre att testa på än på en gris, säger Lina Hagvall.
Den nya metoden kan också ge underlag för att skapa korrekta gränsvärden för skadliga halter av ämnen som kan komma i kontakt med huden. För att kunna skapa dessa gränsvärden måste man veta hur stor del av dosen på hudytan som tränger ner i och igenom huden, vilket metoden kan visa. Detta ger större kunskap om vad vi får i oss på våra arbetsplatser och i barnomsorgen.
– Vår metod kan visa allt med en bild, oavsett om det är nickel, ftalater eller parabener man letar efter i huden, eller om man vill följa ett läkemedels väg genom huden. Det räcker med ett hudprov så kan vi söka efter i princip vilka molekyler som helst. Vi behöver inte på förhand anpassa metoden efter vad vi letar efter, säger Per Malmberg, forskare inom analytisk kemi på Chalmers.
Resultaten är möjliga att tillämpa inom en snar framtid. Tekniken är redo att användas redan idag. Nu återstår mindre arbete med att optimera proverna för bästa resultat, men forskarna anser att metoden är klar för användning inom ett år.
Fakta: Kemisk avbildning
Kemisk avbildning innebär att man använder en laser eller jonstråle för att analysera hudsnitten med hjälp av en masspektrometer. I varje punkt, eller pixel, av snitten som strålen träffar fås information där hudens kemiska innehåll sorteras beroende på molekylvikt. Den kemiska informationen från varje punkt kan sedan samlas ihop till en digital bild som visar ett ämnes fördelning i huden. I den här studien har en sekundärjonsmasspektrometer (TOF-SIMS) använts vilket ger en mycket hög rumslig upplösning ned till nanometerområdet.
Kontakt: Lina Hagvall och Per Malmberg
Kemisterna Lina Hagvall och Per Malmberg gör prover redo för analys i sekundärjonsmasspektrometern. Text och bild: Mats Tiborn