Rickard Linnskog: Cancerforskningen blir kristallklar – tack vare jästsvampar!

2010-11-18

tredimensionell bild av proteinet Aquaporin
Källa: 3D9S, Protein Data Bank (www.pdb.org)

En bild säger mer än tusen ord, så även inom cancerforskningen. Tredimensionella bilder av den mänskliga cellens olika beståndsdelar har visat sig oumbärliga i jakten på nya läkemedel, men för att erhålla dessa bilder krävs i vissa fall att vi samarbetar med en mycket avlägsen släkting – jästsvampen.

Sedan urminnes tider har människan använt sig av bilder i olika former för att förstå, förklara och för att lösa problem i sin omgivning. Forskningen är inget undantag, tvärtom. Den mänskliga hjärnans vilja att förstå har resulterat i de mest spektakulära bilder som ögat någonsin skådat.

Nobelpris för obetydligt protein

I slutet av 1950-talet lyckades två herrar vid namn Max Perutz och John Kendrew att ta den första tredimensionella bilden av ett protein, en av cellens vanligaste beståndsdelar. Tekniken de använde sig av kallas röntgenkristallografi och bygger principiellt på att små kristaller skapas utav mängder av kopior av ett protein. Dessa belyses sedan med röntgenstrålning vilket genererar en bild av hur proteinerna i kristallen ser ut.

Fotografiet som Perutz och Kendrew tog var av ett relativt obetydligt protein från en kaskelotval. Ändå belönades de kort därefter med Nobelpriset i kemi, mycket på grund av att de försett den övriga forskarvärlden med den ytterst viktiga tekniken att kunna skapa tredimensionella bilder av proteiner.

Jästsvampen ersätter kaskelotvalen

Att skapa kristaller av ett protein kräver enorma mängder av det aktuella proteinet. Till skillnad mot Perutz och Kendrew som hade en hel kaskelotval att tillgå,  är dagens forskare något mer begränsade, både på grund av att kaskelotvalen idag är utrotningshotad men framför allt för att många av proteinerna som intresserar dem inte finns naturligt hos valen. Istället har den enorma kaskelotvalen idag ersatts av den mikroskopiska jästsvampen, ett till synes konstigt val men som bygger på en rad användbara egenskaper som till och med gör jästsvampen till ett bättre alternativ.

Precis som bakterierna i vår omgivning, är jästsvampen en encellig organism. I likhet med varandra så växer båda dessa organismer snabbt, kräver enkla odlingsförhållanden och framför allt så kan forskare lätt manipulera dem till att producera saker, exempelvis proteiner.  Här slutar emellertid många av likheterna. Faktum är att om man tittar tillbaka på den evolutionära utvecklingen, så är jästsvampen betydligt mera lik den mänskliga cellen och i vårt avseende betyder detta att forskare mer eller mindre kan få mänskliga proteiner att produceras av jästsvampar. Inte nog med det, de kan dessutom göra det på ett enkelt, smidigt och effektivt sätt.

(klicka för större bild)

Proteinet aquaporin sedd uppifrån och från sidan

Bilder behövs för att kunna bota cancer

Inuti varje mänsklig cell finns tusentals olika proteiner, alla med en viss typ av funktion. Tillsammans håller de cellen vid liv och låter den utföra sin uppgift i kroppen – ett oerhört komplext och kontrollerat samspel som utvecklats under miljoner år av evolution. Tyvärr kan även det mest väloljade maskineri krångla och om det vill sig illa kan det resultera i uppkomsten av cancer.

Att som forskare försöka utveckla läkemedel mot cancer är som att lägga ett oerhört stort pussel – och alla som någon gång suttit där vid köksbordet framför alla tusentals bitar vet att det hjälper oerhört mycket om man vet hur motivet ser ut. Med andra ord är bilder av proteiner mycket kraftfulla redskap för forskare i kampen mot cancern.

Viktigt samarbete

I det samarbete som vi på Avdelningen för experimentell patologi i Malmö nyligen inlett med Avdelningen för biokemi och strukturbiologi i Lund,  pågår arbetet för fullt att med hjälp av jästsvampar, producera och skapa bilder av ett antal viktiga proteiner – proteiner som man vet är starkt involverade i många former av cancer. Vår förhoppning är att bilderna inte bara ska säga mer än tusen ord, utan även resultera i framtida läkemedel mot en utav vår tids största folksjukdomar – cancern.

Text: RICKARD LINNSKOG