En immuncell, en tumörcell – så möts de i kroppen

NK-celler försvarar kroppen mot virus och kan hindra att tumörer bildas. Björn Önfelt studerar hur enskilda NK-celler interagerar med andra celler, och för detta utvecklar han nya metoder som kombinerar mikrostrukturer med fluorescensmikroskopi.

Björn Önfelt leder en forskargrupp knuten till både Karolinska Institutet och Kungliga Tekniska högskolan. Gruppen, för närvarande bestående av en doktorand och två postdoktorer, innehåller kompetenser inom mikroskopi, spektroskopi – med spektroskopi studeras intensiteten i olika typer av strålning – och humanbiologi. På så sätt speglar gruppen Björns breda bakgrund.

– I min grupp samarbetar olika discipliner för att ta fram verktyg som vi sedan använder för att lösa biologiska frågeställningar. Jag tycker att det är roligt att min forskning har ett så brett spann, säger Björn.

Björn började sin akademiska bana som kemistudent på Göteborgs universitet. Därefter doktorerade han på Chalmers tekniska högskola inom fysikalisk kemi och studerade fotofysikaliska egenskaper, till exempel fluorescens, hos DNA-bindande molekyler. När energi – ljus med en viss våglängd – tillförs fluorescerande molekyler, avger de ljus. GFP är ett fluorescerande protein vars upptäckare belönats med nobelpris. Under doktorandtiden blev Björn intresserad av celler och det styrde om hans karriär från kemi- till biologiinriktad forskning. Som postdoktor på Imperial College London var Björn involverad i flera olika projekt.

– Det viktigaste projektet handlade om hur speciella immunceller kan kommunicera med varandra eller med andra celler med hjälp av membran-nanotuber och immunsynapser.

Membran-nanotuber kan liknas vid trådar som består av tunna membran och proteinet actin som är en del av cellskelettet. De används till exempel för utbyte av molekyler och virus. En synaps är en koppling mellan två nervceller som skickar signalerande substanser till varandra. En immunsynaps påminner om hur nervceller kommunicerar med varandra, men sker mellan immunceller och andra celler.

– Som postdoktor arbetade jag också med att utveckla och använda olika kombinationer av mikroskopi och spektroskopi för att hitta nya sätt att studera celler.

Idag består Björns forskning av två delar – en teknisk del som syftar till att utveckla metoder för att studera enskilda celler och en biologisk del som försöker besvara frågor om specifika immuncellers funktion och utveckling.

– Det är vanligast att celler studeras på populationsnivå och en population kan innehålla miljontals celler, men vi vill kunna studera en NK-cell i taget, berättar Björn.

NK-cellen är unik, även bland andra NK-celler

NK-celler är en del av immunförsvaret. De kommunicerar med andra celler, målceller, som de träffar på i kroppen genom att bilda immunsynapser. De målceller som är friska får fortsätta leva och de som är tumörceller eller celler som är infekterade av virus dödas av NK-cellen. Hur NK-cellen avgör om en målcell är frisk eller sjuk har inte riktigt förklarats, och det är en av de frågor som Björn vill besvara.

Immunsynaps mellan NK-cell och målcell.
Till NK-cellens membran binder en fluorescerande molekyl (rött). Till målcellen binder inga fluorescerande molekyler och därför syns den inte i bilden. NK-cellen uttrycker en GFP-märkt receptor KIR2DL1 (grönt) och målcellen uttrycker ett protein, som den GFP-märkta NK-cellsreceptorn binder till. Det leder till att receptorn ackumuleras till kontaktytan mellan cellerna, dvs immunsynapsen.

Klicka på bilden för att se en animation.

– Vi vill effektivt kunna studera hela händelseförloppet, från det att immunsynapsen bildas till dess att NK-cellen avgör om det är en frisk eller sjuk målcell som den stött på.

Anledningen till att Björn vill göra studier på encellsnivå är att alla NK-celler inte fungerar på samma sätt. Ibland kan en NK-cell välja att döda en specifik målcell, medan en annan NK-cell låter en likadan målcell överleva. Genom att jämföra NK-celler med olika fenotyper och ursprung, kan slutsatser dras om varför skillnader finns mellan NK-celler.

– Hur immunsynapsen bildas, hur många målceller som NK-cellen tidigare dödat eller andra faktorer kan påverka hur NK-cellen fungerar, säger Björn.

Oavsett vilka celler en forskare arbetar med, är det svårt att studera enskilda celler, och för att få tillförlitliga resultat måste många encellsstudier genomföras. Sådan forskning är mycket tidskrävande. Björns forskargrupp utvecklar därför också metoder för att effektivt studera många enskilda celler.

– De metoder som vi utvecklar är baserade på mikrostrukturer och fluorescensmikroskopi.

Många idéer läggs åt sidan

Björn bor tillsammans med sin flickvän Sara på Gärdet i Stockholm. Hemmet ligger inte långt från KTH och Björn brukar promenera till och från jobbet.

– När jag promenerar tänker jag ofta på mitt arbete. Jag funderar på strategier för att lösa problem och kommer på nya idéer, berättar Björn. Tyvärr läggs många idéer åt sidan, eftersom verktygen att lösa dem inte finns än.

Även om mycket tid går åt till arbetet, försöker Björn avsätta tid för att träffa vänner och familj.

– Jag och Sara har en ganska stor bekantskapskrets, som vi ofta umgås med.

När Björn var yngre spelade han basket, men en knäskada tvingade honom att sluta spela. Träning förekommer fortfarande på fritiden, men i likhet med Björns forskning är hans idrottsintressen breda.

– Jag spelar golf ibland och segling gillar jag, men jag har ingen speciell hobby, berättar Björn.

Text: Elisabet Vikeved