Immunfunktion på encellsnivå
- Diarienummer
- F06-0020
- Start- och slutdatum
- 080301-131231
- Beviljat belopp
- 8 500 000 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Livsvetenskaperna
Summary
T och NK cell medierad immunitet är komplext, inte minst på grund av att varje individs uppsättning T och NK celler är heterogena med avseende på bl.a. vilka och hur många receptorproteiner som uttrycks på cellytan. Det medför att enskilda celler har olika specificitet, selektivitet, tröskel för aktivering, etc. I det här projektet vill jag implementera nya metoder baserade på nanoteknologi, fluorescensmikroskopi och bildanalys för att effektivt studera enskilda immunceller funktion och aktivitet. Till skillnad från de flesta immunologiska experiment där resultaten baseras på medelvärden av stora cellpopulationer, så ger vår forskning insikt i hur responsen hos enskilda celler läggs ihop till att ge populationen dess egenskaper. Det medför att vi kan studera små subpopulationer av celler och se hur de påverkas av behandling med droger, monoklonala antikroppar eller siRNA. En målsättning med det här projektet är att utveckla försöksmetoder som kan användas inom akademisk forskning, sjukhus eller läkemedelsindustri med tilllämpningar inom immuncellsdiagnostik, cellterapi eller framställning av nya vaccin. Inom projektet vill vi även studera membran-nanotuber, vilka har visats kunna överföra molekyler och mediera signalering mellan celler. Vi vill särskilt undersöka om cell-nanotubnätverk kan utnyttjas av virus för intercellulär spridning. Upptäckt av en sådan överföringsmekanism skulle få stora konsekvenser eftersom det i så fall skulle krävas helt nya behandlingsstrategier.
Populärvetenskaplig beskrivning
T celler och NK (natural killer) celler är viktiga för kroppens fösvar mot tumörer och infektioner. En individs uppsättning T och NK celler är heterogena med avseende på bl.a. vilka och hur många receptorproteiner som uttrycks på cellytan. Det betyder att celler har olika specificitet, selektivitet, tröskel för aktivering, etc. I de flesta experiment som utförs används stora populationer av celler och de resultat som erhålls är därmed ett medelvärde av aktiviteten hos miljontals celler. Samtidigt kan komplikationer uppkomma genom att subpopulationer av immunceller uppträder onormalt, aktiveras av kroppsegna celler (autoimmunitet) eller saknas helt och hållet. För att få en bättre bild av immunförsvaret som helhet så är det viktigt att förstå hur den individuella responsen hos enskilda celler läggs ihop till att ge populationen dess egenskaper. I det här projektet vill vi implementera metoder som gör det möjligt att effektivt studera funktionen hos enskilda celler. Dessa metoder bygger på en kombination av nanoteknologi, automatiserad fluorescensmikroskopi och bildanalys. Några av frågeställningarna vi har är: 1) Vilka mekanismer styr hur NK celler ”utbildas” för att hitta rätt balans mellan att bekämpa virus men inte kroppsegna celler? 2) Hur integrerar NK celler de signaler som medieras av receptorproteiner på cellytan för lämplig immunrespons? 3) Kan vi utveckla en metod för isolering av specifika T cells kloner? Redan från start förväntar vi oss att den här delen av projektet ska generera ny kunskap om hur NK och T celler fungerar, vilket bl.a. kan ge ökad förståelse för faktorer som reglerar effekten av benmärgstransplantation hos leukemipatienter. I ett lite längre perspektiv vill vi utveckla metoder som kan avändas för immuncellsdiagnostik, cellterapi och framställning av nya vaccin. Inom projektet vill vi även studera funktionen av s.k. membran-nanotuber, vilka har visats kunna fungera som kommunikationskanaler mellan celler. Det innebär att celler skulle kunna bilda supracellulära strukturer för effektiv överföring och transport av t.ex. lipidvesiklar eller organeller. Samtidigt som supracellulära nätverk kan effektivisera spridning av nyttoämnen så kan det också göra organismen sårbar eftersom nätverket skulle kunna utnyttjas av patogen. I den här delen av projektet vill vi undersöka om virus kan spridas via membran-nanotuber. En sådan mekanism skulle vara av stor betydelse eftersom det i så fall skulle krävas helt nya behandlingsstrategier.