Spets 1-2005 - Medicinsk fakultet - UmeÃ¥ universitet

More documents

Recommendations

Info

Steg för steg i sofistikerat signalsystem SPJUTSPETSFORSKNING Kunskap om det signalsystem som styr utvecklingen av tarmens muskelceller kan också förklara hur cancerceller bildas. – Lyckas vi beskriva hur signalsystemet fungerar kan kanske kunskapen leda till ett läkemedel som kan stoppa tillväxten av cancerceller, säger Göran Roos, professor i klinisk patologi. Johan Falk Biokemisten Ruth Palmer är specialist på bananflugor och en av gruppledarna på UCMP, Umeå centrum för molekylär patogenes. Hon har hittat en hittills okänd väg för signalöverföring i tarmens muskelceller. Upptäckten publicerades 2003 i tidskriften Nature, med bl a forskarkollegan Bengt Hallberg som medförfattare. Tillsammans med Göran Roos försöker de nu i ett treårigt spjutspetsprojekt ta reda på om signalsystemet fungerar likadant hos människor, och om det kan vara inblandat i tillväxten av cancerceller. Alla celler är lika efter befruktningen. För att embryot ska utvecklas till en bananfluga eller människa måste cellerna emellertid specialisera sig på olika sätt. De signaler som styr hur celler uppfattar sin omgivning och anpassar sig efter den är mycket komplicerade. Mottagaren, receptorn, är mycket viktig för signalsystemet. Receptorn har en antenn, en mast och en mottagare. Antennen finns på cellytan och fångar upp specifika biologiska substanser utanför cellen, vilket leder till en signal via masten till mottagaren inne i cellen. Vad som sedan händer är beroende av vilka signaler som antennen tar emot. Mottagardelen talar om för cellens biokemiska fabriker vad som ska tillverkas genom att uttrycka och aktivera vissa specifika gener. Ruth Palmer har upptäckt hur utvecklingen av delar av matsmältningskanalen i bananflugor styrs av receptorn anaplastic lymphoma kinase, alk. När receptorn får en signal från ett visst protein sätter den igång hela maskineriet för att bilda muskelvävnad i tarmarna. Proteinet kallas jellybelly, jeb, vilket betyder gelémage. Jellybelly – ett passande namn – Den fick det namnet eftersom bananflugorna som saknar proteinet ser ut så, förklarar Ruth Palmer. När jeb fäster sig vid receptorns antenn får cellen veta att den är en muskelcell som ska växa ihop med andra celler för att bilda muskelvävnad i tarmarna. Saknas signalen i cellernas miljö kan inte muskelcellerna hitta varandra. 8 Spets 1/05
Bananflugan är högst central för gruppens forskning. Ruth Palmer t v och Bengt Hallberg t h har hittat en väg för signalöverföring i flugtarmens muskelceller. Nu försöker de tillsammans med Göran Roos ta reda på om det fungerar likadant hos människor. Den blålila bilden visar hur doktoranden Emma Wernersson studerar DNA-fragment i en agarosgel. – Är signalöverföringen blockerad utvecklas aldrig matsmältningskanalen. Fostren dör, förklarar Ruth Palmer. Hon och hennes kollegor använder bananflugan eftersom den har färre gener än möss och människor. Det gör det lättare att ta reda på enskilda geners funktion för organismens utveckling. Men det är osäkert om resultatet går att tillämpa på andra levande varelser. – Det är ett stort steg att överföra kunskap från bananfluga till en funktion hos ryggradsdjur, säger Ruth Palmer. Två modeller klara Bengt Hallberg, som är lektor i experimentell patologi vid institutionen för medicinsk biovetenskap, undersöker om signalvägarna fungerar likadant hos möss. Hans grupp har arbetat ett helt år med att utveckla en modell som har fått den del av genen som hos bananflugor har defekter i signalsystemet alk-jeb. Dessa s k transgena möss kommer att följas upp för att studera effekterna under fosterutvecklingen. I en annan forskningsmodell används knock out-möss, där vissa gener satts ur funktion. Genom att helt eller delvis ta bort alk hoppas Bengt Hallberg kunna upptäcka vilka funktioner receptorn har i mössens celler, och om jeb fungerar likadant hos mössen. Det är dock inte säkert att konsekvenserna blir lika uppenbara eller drastiska för möss som för bananflugor som föds utan genen för alk eller jeb. – Människor och möss har fler säkerhetsrutiner inbyggda i sina system. Det ger en möjlighet för snarlika proteiner att ta över receptorns funktion, säger Bengt Hallberg. Så även om alk och jeb fungerar likadant som hos bananfluga så kan effekterna maskeras av Spets 1/05 att andra system kan utföra samma uppgifter. Bengt Hallbergs forskargrupp följer musembryonas utveckling väldigt noga steg för steg. Det är möjligt att receptorn har en funktion i början av fostrets utveckling och en helt annan ett par dagar senare. Gruppen kommer därför att även utveckla en modell med s k conditional knock outs, där alk-genens funktion slås av i ett senare stadium av musens utveckling. Receptorn kan också ha stor betydelse för utvecklingen av andra celler än muskelceller. – Vi misstänker att alk även spelar en viktig roll i uppbyggnaden av nervsystemet. Men eftersom bananflugor som saknar alk dör snabbt är det svårt att veta hur en icke fungerande signalupptagning påverkar nervsystemet, säger Bengt Hallberg. Från mus till människa Arbetet med möss handlar om att bygga upp baskunskap. Vilken betydelse har receptorn alk? Vilka biologiska signaler reagerar den på under fosterutvecklingen hos ryggradsdjuren? Och hur vet cellerna vilka funktioner de ska ha? Upptäcker forskargruppen liknande effekter i möss som i bananflugor stärker det tidigare kunskaper om att cellens grundläggande system för att ta emot, tolka och agera utifrån kemiska signaler har bevarats under evolutionen. Defekter i alk kan i så fall vara en förklaring till fosterskador. – Det finns indikationer på att receptorn saknas hos barn som föds utan att matstrupen har växt ihop med resten av matsmältningskanalen, berättar Göran Roos. Skadan orsakas av en störning under graviditetens första veckor när den gemensamma matoch luftstrupen ska delas i två separata kanaler. Syndromet drabbar ett tjugotal barn i Sverige varje år. – Kan vi med vår forskning hitta ett klart samband med det syndromet tycker jag vi har lyckats riktigt bra, säger Ruth Palmer. Startsignal även för cancer Alk ingår i en familj av tyrosinkinas-receptorer, vilka är inblandade i nedärvda syndrom som exempelvis dvärgväxt. De har också betydelse för att normala celler utvecklas till cancerceller. Detta eftersom receptorerna styr både celluppbyggnad och programmerad celldöd. – I många tumörer fungerar inte den biologiska klocka som begränsar normala cellers livslängd. Vad som styr denna utveckling till evigt växande celler är bara delvis kartlagt. En av målsättningarna med vårt projekt är att studera alk-receptorns roll, säger Göran Roos. För att undersöka hur signalerna förmedlas och behandlas inuti celler används odlingar med celler från människa, både friska celler och cancerceller. – Vi sätter in receptorn och uttrycker den i celler som normalt inte har genen uttryckt, säger Bengt Hallberg. Sedan försöker vi hitta molekyler som gör att alk-mottagarna blir aktiverade på samma sätt som i bananflugor och möss. När forskarna har upptäckt vilka signaler som aktiverar alk-systemet kan de börja leta efter molekyler som blockerar signalerna och kanske finna läkemedel som fungerar likadant. – Allting tar tid i den här typen av grundforskning. Att få fram mössen har tagit ett år, och cellinjerna ett halvår. Spetsmedlen räcker i tre år och det kommer att behövas, säger Bengt Hallberg. 9
Page 1 and 2: Spets 1/05 Om forskning och utveckl
Page 3 and 4: Sun Nyunt Wai har särskilt intress
Page 5 and 6: Ökad konkurrens välkommen nyhet D
Page 7: Nya spjutspetsprojekten håller hö
Page 11 and 12: Pär Stattin och Pernilla Wikström
Page 13 and 14: - Med radioimmunoterapi kan vi få
Page 15 and 16: Inkubatorn har allt som krävs Ume
Page 17 and 18: I projektet ingår Gösta Bucht och
Page 19 and 20: Färre vårdplatser, kortare vårdt
Page 21 and 22: Tekniskt innebär projektet dels en
Page 23 and 24: Dubbelt kikarsikte ger optimal skru

Spets 1-2005 - Medicinsk fakultet - UmeÃ¥ universitet

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?