cellregenerering i hälsa, sjukdom och åldrande
- Diarienummer
- F06-0031
- Start- och slutdatum
- 080301-131231
- Beviljat belopp
- 8 500 000 kr
- Förvaltande organisation
- Karolinska Institutet
- Forskningsområde
- Livsvetenskaperna
Summary
Mycket av intresset bakom regenerativ forskning ligger i möjligheten att i framtiden kunna ersätta döda celler eller blockera oönskad celldelning. Det förblir dock osäkert om det är realistiskt eller rationellt att reglera denna process utan att säkerställa om en viss celltyp regenereras i det friska eller patologiska tillståndet. Således är det anmärkningsvärt hur lite kunskap som finns gällande cellers ålder i de olika vuxna, mänskliga vävnaderna. Detta beror till största del på svårigheten att studera denna process i människan. Jag har nyligen utvecklat en metod som kombinerar biomedicinska tillvägagångssätt med nya upptäckter inom nukleär fysik och som tillåter faställandet av nybildningen av celler i mänskliga vävnader. Genom att mäta 14C, med ursprung i atombombstest, i DNA är det möjligt att i efterhand avgöra när celler bildats. Jag ämnar att analysera kliniska vävnadsprover för att bedöma dynamiken hos mänskliga celler, med fokus på hjärnan och fettvävnad. Denna kunskap skulle tillåta identifieringen av sjukdomstillstånd där terapier som anpassar cellproduktion kan verka välgörande. Då projektet är av en så nymodig och utforskande natur, är det sannolikt att det kommer resultera i ytterligare sidoprojekt. Ett exempel på detta är utveckligen av en ny metod för att åldersbestämma mänskliga kvarlevor och därmed underlätta obduktioner. Jag planerar att vidareutveckla denna metodologi för att lansera den som en ny, världsomfattande rättsmedicinsk undersökningsteknik.
Populärvetenskaplig beskrivning
The human brain has traditionally been thought of as an organ incapable of regenerating itself, a belief supported by the poor ability of the central nervous system (brain and spinal cord) to repair itself after injury. It has however, in recent times been shown that new nerve cells are born in the adult rodent and primate brain, with one study even showing that new nerve cells are added to a region of the human brain involved in memory and learning. Such discoveries have generated much excitement and have lead to the death of the dogma, that the adult brain is incapable of making new nerve cells. Despite this excitement, remarkably little is actually known about cell turnover in the adult human brain. This is because, unfortunately, most techniques available to scientists for studying cell turnover in animals are not appropriate for use in humans. As a result much of our view on cell turnover in the adult human body is inferred from studies in animals, which in most cases are only a few months old at the time of analysis. This may not be an ideal model for man, who can live for a century, and potentially have a greater need to replace cells over a lifespan. I have recently established methodology which will allow one to establish the turnover of cells in human tissues. The genetic information of a cell is contained in two intertwined strands, called DNA. DNA is largely composed of carbon and thus determining the age of the carbon in the DNA will tell us how old the DNA is, and therefore the cell. During the latter period of the cold war there was extensive above ground nuclear bomb testing, leading to a massive increase in atmospheric levels of 14C. A Test Ban Treaty was signed in 1963, banning all above ground bomb testing and as a result atmospheric levels of 14C have been decreasing ever since. 14C exists in the atmosphere as CO2, and plants take up this CO2 as part of photosynthesis. Our consumption of plants, and of animals that live off plants, results in 14C levels in the human body paralleling those in the atmosphere. The level of 14C integrated into genomic DNA thus reflects the level in the atmosphere at any given time point and can be used to determine the age of cells. Applying this methodology to different organs can give us a map of the human body from a cell renewal perspective. Knowledge on cell turnover will allow for the identification of diseases where therapies directed at modulating cell replacement would be beneficial.