Bøyum finsorterte blodet

«Bøyums metode» er eit omgrep som er kjent innafor heile den medisinske verda. FFI-forskaren Arne Bøyums oppdaging var ein revolusjon for studiet av blodceller. Slik blei han Noregs mest siterte vitskapsmann gjennom alle tider.

“He must be very rich”.

Arne Bøyum01.jpg

Orda kom spontant.

Erling Christen Seeberg var på ein internasjonal konferanse. Den prisløna krefteksperten og FFI-forskaren hadde akkurat fortalt ein kollega at han arbeidde på same laboratorium som Arne Bøyum. 

Mellom fagfeller kunne omgrepet «The Böyum technique» samanliknast med å seie «relativitetsteorien». Alle visste kva det var snakk om.

Seebergs kollega på konferansen var – som det heiter – starstruck.

Kven var Arne Bøyum, og kva slags forsking var han engasjert i ved Forsvarets forskingsinstitutt?

ABC på Kjeller

I etterkrigsåra var det blitt etablert eit svært kompetent forskingsmiljø om ABC-krigføring ved FFI på Kjeller. ABC står for «atomic, biological, chemical», som tyder kjernefysiske, biologiske og kjemiske stridsmiddel.

Heilt sidan dei første atombombene blei detonerte ved slutten av verdskrigen byrja forskarar å studere dei alvorlege medisinske verknadane av atomvåpen.

Miljøet på Kjeller var også svært oppteke med dette. Stråling var eit prioritert felt.

Den sensitive beinmergen

Ingen ting i kroppen er meir sensitivt for radioaktiv stråling enn beinmergen. Det er herifrå blodet vårt kjem.

Illustrasjon av blodsystemet i et menneske

I eit vakse menneske sirkulerer det om lag fem liter blod.

Illustrasjon av beinmarg inni en hoftekam

Beinmergen er sjølve blodfabrikken i kroppen. Den kan produsere svært mange blodceller på kort tid. Den er eit eige organ, men skil seg frå til dømes hjarte og lever ved at den er spreidd rundt i skjelettet. Beinmergen er det raude materialet som finst i knoklane, i ryggsøyla og bekkenet.

Beinmergen er eit spanande organ for medisinsk forsking. Kroppens blodfabrikk er samstundes det organet som er mest sårbart for stråling og somme giftstoff.

På dette viset kjem Bøyum og arbeidet hans ved FFI kjem inn i bildet. Korleis kan skader i beinmergen reparerast?

I utgangspunktet må ein ha kontroll på blodcellene.

Bøyums metode er enkelt forklart ein teknikk for å separere blodceller, bygd på at dei ulike celletypane har forskjellig eigenvekt.

Korleis reparere stråleskader

Bøyums arbeid med å separere blodcellene starta i 1961. Utgangspunktet var å kunne utvikle ein metode for å skile ut beinmergceller. Cellene skulle brukast eksperimentelt ved beinmergstransplantasjon. Slik kunne medisinen få eit utgangspunkt for å kunne reparere stråleskader etter atomåtak.

Beinmergen er sensitiv for stråling. I den grad sprengkrafta frå ei atombombe ikkje tek livet av ein person med det same, er beinmergssvikt ei av dei viktigaste dødsårsakene.

Stråling fører til at cellene døyr eller stoppar i utviklinga. Sterk radioaktivitet drep stamcellene, som er heilt avgjerande for å fornye blodceller. Anemi, blødingar og infeksjonar er resultatet.

Sjukdomsteikn ved øydelagt beinmerg er kvalme, oppkast og diaré. Pasienten kan kjenne på noko som liknar sjøsjuke. Typisk vil dette gå over. Det kjem nokre dagar utan symptom. Så blir følgene av tapte blodceller tydeleg. Det oppstår blodige diarear og ubalanse i væskesystemet. Blødingar kan no råke alle kroppens organ. På toppen kjem infeksjonar. Døden kjem i løpet av nokre veker.

Kunne ein reparere skader frå radioaktiv stråling før dette blir eit faktum? Eit av svara kunne vere å skifte ut skadde blodceller med friske. Men korleis?

Bøyums metode handlar om vegen dit. Han fann fram til ein standard for korleis ein skal isolere ulike menneskelege blodceller utan å skade dei, og slik gjere dei tilgjengelege. Det var ei oppskrift som blod- og strålingsforskarar hadde vore på jakt etter i årevis. Ein nordmann var altså den som først greidde det.

Berre for dei skikkeleg flinke

I unge år hadde Arne Bøyum aldri førestilt seg verken denne suksessen eller at forsking skulle bli livsvegen hans.

Han skulle bli lege. Arne Bøyum sikta mot å bli spesialist i indremedisin. Å bli forskar? Det var jo ein jobb berre for dei skikkeleg flinke, meinte han.

Så ville lagnaden at den unge legen fekk tilbod å arbeide på eit klinisk laboratorium på Rikshospitalet.

Opphaldet skulle vare i seks veker. Det var her Bøyum oppdaga at han faktisk treivst med å kikke på blodceller i eit mikroskop. De seks vekene blei fort til eit år. Og meir. Han hadde funne kallet sitt.

illustrasjonbilde av Voss på 50-tallet
Fra Voss til Rikshospitalet

Arne var fødd på Voss i 1928. Han var nest yngst i ein barneflokk på seks.

Landskapsbilde av Sandane

Faren blei lektor ved Firda landsgymnas i Sandane i Sogn og Fjordane. Familien flytta hit, og her vaks Arne opp.

Flyfoto av Bergen i 1955

Han studerte medisin i eit av dei første kulla ved fakultetet i Bergen. Etter eksamen i 1953 var det turnus og militærteneste, vikariat på sjukehuset i Odda og legepraksis på Voss.

Fasaden til gamle Rikshospitaler i Oslo 1960-tallet

Så kom tilbodet om å dra til hovudstaden. I 1959 blei han tilsett på indremedisinsk avdeling ved Rikshospitalet.

Her møtte han eit miljø som var verdskjend. Det skuldast arbeidet til professor Paul A. Owren (1905–90). Owren hadde identifisert viktige faktorar og sjukdommar knytt til blodkoagulasjon. Her arbeidde han nært med Peter F. Hjort (1924–2011), som då var ein av landets fremste hematologar. Hematologi er læra om blodsjukdommar.

Dermed var det gjort: Det måtte bli forsking.

Han gjennomførte her ei undersøkingsprosedyre som gav grunnlag for ein viktig diagnostisk test for den autoimmune sjukdommen lupus.

Kanskje fanst det endå meir spanande miljø for den no 33 år gamle Bøyum? Han takka ja til et tilbod frå ei anna forskargruppe.

X-51-uten prefiks (5).jpg
Avdelinga for giftlære (toksikologi) ved FFI låg skjerma, eit stykke unna hovudinstituttet. Det gjekk under namnet «Dompa». Her fanst eit lite, men viktig forskingsmiljø knytt til nervegassar og stråleskade. Foto: FFI

Bøyums første oppgåve ved FFI var å utarbeide ein teknikk for beinmergstransplantasjon. Dette var i 1961, midt i den kanskje kaldaste delen av Den kalde krigen mellom Sovjetunionen og USA.

Atomkrig var ikkje utenkeleg. Prøvesprengingane i atmosfæren, mellom anna i Stillehavet og over Novaja Semlja var eit helsetrugsmål. Det hadde skjedd alvorlege ulukker knytte til aukande bruk av atomreaktorar med dåtidas ikkje alltid pålitelege teknologi.

Miljøet på Kjeller innsåg at slik transplantasjon ville vere fåfengt i ein stor skade- eller krigssituasjon. Det ville vere altfor krevjande å transplantere beinmerg.

Eit spørsmål om vekt

Bøyums store oppdaging skal snart kome.

For å kunne forske på danninga av blodceller og beinmerg må ein kunne skile dei ulike celletypane kvar for seg, utan å øydelegge dei.

Eit utgangspunkt var at blodceller har ulik vekt. Bøyum tenkte at denne eigenvekta kunne utnyttast, kanskje ved hjelp av vanlege reagensrøyr og ein sentrifuge. Prinsippet om å basere seg på vekt var enkelt, men det tok år å utvikle ein metode som gjorde jobben.

Han såg at saltløysningar med ulike sjikt ville gjere at kvar celle fann sin plass etter kor tung den var. Diverre kunne det same saltet lett øydelegge cellene. Dermed var ein jo like langt. I to år og tallause timar med ulike løysingar og timevis med mikroskopet fann Bøyum ikkje ein god nok måte å hente ut celletypane.

Bøyums metode skjematisk framstilt: Ved hjelp av væskeblandinga (LSM) og kontroll med ei rekke andre faktorar lukkast Arne Bøyum å separere levande blodceller slik ingen før hadde klart. LSM står for Lymphocyte Separation Medium.
Bøyums metode skjematisk framstilt: Ved hjelp av væskeblandinga (LSM) og kontroll med ei rekke andre faktorar lukkast Arne Bøyum å separere levande blodceller slik ingen før hadde klart. LSM står for Lymphocyte Separation Medium. Illustrasjon: FFI

 

Den avgjerande sentrifugepausen

Bøyum fekk konstruert ein eigen sentrifuge for å separere blodcellene. Samstundes hadde det dukka opp eit nytt norsk industriprodukt.

Nycomed hadde utvikla eit kontrastmiddel for røntgen kalla metrizoat, marknadsført som Isopaque. Det hadde dei eigenskapane Bøyum såg etter. I motsetnad til saltløysningar kunne konsentrasjonen varierast utan at det øydela blodcellene. Dei kunne skiljast ut og bli sprøyta tilbake i ein pasient. Det var enkelt å separere kvite blodceller, meir komplisert med beinmergceller.

Valet av Isopaque er døme på korleis Arne Bøyum gjekk sine eigne vegar. Ein nær kollega av han, Haakon Breien Benestad, undrar seg den dag i dag på korleis han fann på å bruke eit stoff for røntgenkontrast til forskinga si:

«Vi spurte han aldri, så svaret er ikkje gitt».

Kontrastvæska inneheldt også ein type karbohydrat. Den gjorde det enklare å justere variablane som Bøyum og teamet hans forska på. Han valde å gå frå beinmerg til å bruke blod direkte i reinseprosessen. Blodet dei forska på kom frå tilsette på laben, frå soldatar som fekk nokre velkomne kroner for å donere blod og etter kvart frå blodbankar.

Gjennombrot i pausen

Gjennombrotet kom den dagen Bøyum hadde førebudd væska, medan ein kollega brukte sentrifugen. Bøyum stod og venta nokre minutt på at den skulle bli ledig. Slik oppdaga han at dei raude blodcellene var i ferd med å klumpe seg og falle til botnen. Ein viktig bit var brått på plass. I parentes: Kollegaen som lånte sentrifugen meinte at han burde ha blitt kreditert for oppdaginga.

Machine for centrifuge blood testing

Sentrifuger har vore fast inventar i medisinske laboratorium, men er berre eitt av mange hjelpemiddel som trengst for å sortere blodceller.

Ei laboratoriesentrifuge kan separere væsker og gass. Materialet spinn rundt i høg fart. Dermed vil sentrifugalkrafta gjere at dei tyngre materiala skil seg frå dei som er lettare.

Raude og kvite blodceller har ulik vekt og skiljest etter sentrifugeringa.

Med dette som eit nytt og stort framsteg heldt Bøyum fram med arbeidet i over tre år. Han brukte endå eitt på å perfeksjonere metoden.

Bøyum sa at det var avgjerande å finne rett samansetting av mediet som blodet skulle separerast i, rett tettleik og temperatur, korleis dei ulike laga i væska rørte seg og konsentrasjonen av stoff. Det blei lange dagar med nitid arbeid. Til slutt sat han med eit gjennomprøvd resultat.

Ein internasjonal suksess

I 1968 publiserte Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation Arne Bøyums artikkel om separering av blodceller.

Det blei ein internasjonal sensasjon. Verda hadde fått ein ny, overlegen teknikk for blodseparering. Forskarsamfunnet hadde endeleg fått for handa ein serie med enkle metodar som kom all blodforsking til gode. Dette kom nemleg til nytte for mykje meir enn stråleskader.

Bøyums metode eigna seg på ei rad medisinske forskingsfelt. Den bidrog mellom anna til framgangen i identifisering av menneskelege faktorar for vekst. Forståinga av immunapparatets rolle under utvikling av HIV/AIDS og kreft fekk draghjelp.

«Metodane mine er eigenleg svært enkle. Alt eg har funne ut i desse seks åra kan samanfattast på ei halv side».

Talrike vitskapelege artiklar kunne no byggast på «Böyum». Han blei vidgjeten. Verdas Helseorganisasjon under FN (WHO) avgjorde at metodane hans skulle vera standard for alle slike undersøkingar. Då han fylte 70 år hadde han blitt nemnt titusenvis av gonger i artiklar av andre forskarar.

Bøyum_TOX.png
Arne Bøyum gjekk av ved FFI då han fylte 70, men heldt fram å forske. Den siste forskingsartikkelen skreiv han då han var 86. Foto: FFI

I ei liste som inneheld alle artiklar sitert meir enn 10 000 gonger mellom 1981-1995 finst Arne Bøyums namn høgt oppe på lista, med ei total sitering på om lag 24.000. Han er framleis den mest siterte norske forskaren nokon gong.

«Metodane mine er eigenleg svært enkle», sa Bøyum ein gong i eit avisintervju. Han sa også at «Alt eg har funne ut i desse seks åra kan samanfattast på ei halv side».

Dét var kanskje genistreken.

Alltid like audmjuk

Trass i viraken var han alltid like audmjuk.

Han heldt aldri opp å forske. Arne Bøyum blei ein sentral blod- og stamcelleforskar med høg internasjonal prestisje, med si vesle forskargruppe i Dompa. Då han gjekk av med pensjon ved FFI arbeidde han først i nokre år på laboratoriet til Hafslund-Nycomed. Sidan flytta han over til Institutt for medisinske basalfag ved Universitetet i Oslo på Gaustad.

På Gaustad som ved FFI stilte Arne Bøyum kvar dag på laben. Støtt gjekk han og funderte på noko, kom med nye idear, og sette i gang nye prosjekt. Resultata publiserte han etter kvart, sjølv om det blei litt lengre mellom dei vitskapelege artiklane enn tidlegare. Då siste artikkelen hans kom på trykk var han 86 år. Det har få gjort etter 

han. Då han nærma seg 90 flytta han i omsorgsbustad. Han var lei seg for at han då ikkje fekk arbeide meir. Han døydde i desember 2018, nær 91 år gammal.

Arne Bøyum var ugift. Medarbeidarar og kollegaer fortel om ein blid og smilande, men samstundes smålåten person. Han stilte opp i mediene, men var lite oppteken av blest om seg sjølv.

«Me som også kjende han privat, opplevde han som ein allsidig og venekjær person. Han var sportsmann og fjellvandrar og gjekk lange turar både i Jotunheimen og heime på Voss. Dertil var han ein gjestfri vert som gjerne heldt selskap heime hjå seg og serverte ekta vossamat. Aller helst baud han på røykt pinnakjøt. Gode soger høyrde med, og i godt lag tok han gjerne fram trekkspelet eller song med piano til».

Frå tre kollegaers minnetale over Arne Bøyum i mars 2019

Framleis eit godt alternativ

I dag er Bøyums metode meir og mindre erstatta av nyare metodar.

No blir blodceller separert med immunomagnetiske plastkuler, eller i automatiske teknikkar med laserteknologi. Materialet blir både analysert og separert i svimlande fart.

Framleis tilbyr dei enkle metodane hans likevel eit godt alternativ til meir kompliserte teknikkar. Det er også råd å kombinere metodane. Det var noko Arna Bøyum medverka til gjennom mange år. Innafor stamcelleforskinga var han ein av pionerane på 1960- og 70-talet. Han gjorde viktige oppdagingar saman med medarbeidarane, lenge før stamceller blei eit alminneleg omgrep.

Bøyum_TOX_Eugene Eli Garfield.jpg
Arne Bøyum fekk sitt eige seminar i Oslo Militære Samfund då han fylte 70. Hit kom mellom andre Eugene Eli Garfield. Han var grunnleggaren av både bladet The Scientist og Science Citation Index, den verdsleiande journalen innafor vitskap og teknologi.

I tillegg til at «Bøyums metode» gjorde han til Noregs mest siterte forskar, førte forskinga hans til fem andre «sitatklassikarar» som svært mange verda over blei kjent med.

Norske forskarar som deltek på internasjonale kongressar har ofte opplevd at nokon kjem bort og spør: «Are you Norwegian? Do you know Dr. Bøyum?»

Kollegaen Per Kristian Opstad fortel:

«Arne tok seg sjølv svært lite høgtideleg. Han kunne kome inn i kongressalen med skjorta utanpå buksa. Ein gong då han var invitert foredragshaldar på ein kongress i Moskva kom han inn og sette seg på eit sete. Russaren ved sidan av rette fram handa for å helse. Då Arne sa namnet sitt reiste russaren seg, bukka og sa: ‘Oh Jesus, I am honored to sit beside you’». 

Bøyums rikdom

Annonse i medisinsk tidsskrift for Bøyums metode
Annonse i medisinsk tidsskrift

Var det hald i spørsmålet «He must be very rich»?

Metoden gjorde ikkje Bøyum rik på pengar. Rett nok fekk han ein del år utbetalt konsulenthonorar frå Nycomed. Firmaet brukte han også i reklame for separasjonsvæska som hadde skapt grunnlaget for, og som no var blitt ein stor salsartikkel.

Likevel sto honorara hans neppe i stil med dei hundretusenvis av liter væske som selskapet kunne produsere og selje kvart år.

Suksessen har ein annan målestokk. I den grad ein ønsker at arbeidet sitt skal få gjennomslag er det ingen tvil: Arne Bøyums metode fekk meir merksemd enn dei fleste forskarar kan drøyme om.