Systembiologi nyckel till att behandla svåra sjukdomar

Många av projekten inom SSF:s program för systembiologi använder tillämpad matematik och datormodellering för att bättre kartlägga och förstå biologiska system. Det handlar bland annat om mekanismer i celler. Framförallt i den mänskliga cellerna för att i förlängningen kunna bota eller åtminstone lindra sjukdomar som Parkinson, MS och cancer. Men här finns även ett projekt som fokuserar på att öka stresståligheten hos grödor. En konferens i november presenterade de olika projekten, som kort återges nedan.

Kartläggning av växters stressrespons

Ett förändrat klimat med översvämningar och torka riskerar att minska utbytet i jordbruks- och skogsnäringen. Angrepp av patogener, som svamp får bättre fäste, och stora odlingsområden blir sämre att odla på. Därför behöver vi ta reda på hur vi kan göra växter mer stresståliga, berättade Åsa Strand vid Umeå Plant Science Centre. SSF:s projekt söker detaljerad kunskap för att förstå växtens mekanismer och hur man kan behålla växtens funktionella nivå trots stress.

Cellulär omprogrammering för stamcellsterapi

Vid neurodegenerativ sjukdom som Parkinsons, kan det framöver bli möjligt att ersätta förlorade celler med omprogrammerade celler som sprutas in i hjärnan på patienten. Detta kräver en mekanistisk förståelse för de regleringsmekanismer som normalt specificerar dopamin-neuron, berättade Ernest Arenas vid KI.

Mikroskopibaserad systembiologisk analys av cellmigration

Staffan Strömblad, också KI, koordinerar ett av projekten som utvecklar systemmikroskopi kombinerat med bioinformatik och statistik, för att förstå hur cancerceller migrerar, alltså sprider sig.  Forskarna bygger en modell baserat på olika variabler, som membrandynamik, proteinlokalisering, signalering och liknande. Om man vet på detaljnivå hur cancercellerna förflyttar sig kan man identifiera nya möjliga måltavlor för cancerterapi. 

Precisionsmedicin för optimering av terapier i AML

Akut myeloisk leukemi, AML, är den vanligaste formen av vuxenleukemi, tyvärr med dålig överlevnad. Många får standardiserad behandling berättade Janne Lehtiö vid KI. Introduktionen av nya läkemedel går långsamt och när de väl kommer är de extremt dyra. Många kliniska försök faller på att de inte har ringat in subtyper av cancern tillräckligt väl och därför testat fel patientgrupp.

–          Det är synd eftersom vissa potentiella läkemedel skulle kunna göra god nytta i andra grupper och försämrar vår förmåga att effektivt matcha läkemedel till patienterna, säger Janne Lehtiö.

Projektet fokuserar på att testar levande cancerceller tagna från patienter för att bättre kunna förutsäga bästa läkemedlet för en viss patient, och/eller för att ta fram biomarkörer för bredare användning.

Nya integrativa strategier mot cancer i hjärnan

Ytterligare en svår sjukdom är glioblastom, en form av hjärncancer, som leder till döden för de flesta drabbade inom ett år.  Sven Nelanders forskargrupp vid Uppsala universitet kombinerar matematiska och experimentella angreppssätt för att analysera tumörens expansion och respons på hur molekylära läkemedel skiljer sig åt mellan olika patienter. 

Multi resolutions dynamisk mdellering av multipel skleros

Patienter som har MS, Multiple skleros, och blir gravida blir oftast betydligt bättre under graviditeten. Mika Gustafsson, vid Linköpings universitet, berättade hur fysiker och läkare jobbar tillsammans för att undersöka om hormonbehandling med syntetiskt progesteron skulle kunna hjälpa MS-patienter, även manliga.

Nervcellsutveckling och nätverk i den vuxna hjärnan

–          Det finns många olika typer av nervceller och varje enskild nervcell beräknas ha kontakt med cirka 1000 andra nervceller. Det är en enorm utmaning att kartlägga hjärnans nervceller och deras kontakter, men det är nödvändigt för att vi ska kunna börja förstå hur hjärnan fungerar och hur förändringar leder till psykiatriska och neurologiska sjukdomar, sa Jonas Frisén vid KI. 

I sitt projekt utnyttjas nya tekniska landvinningar för att kartlägga nervceller och deras förbindelser på ett mycket snabbare och effektivare sätt än vad som tidigare har varit möjligt.

Systembiologisk studie av humana-virala proteininteraktioner

Ylva Ivarsson, Uppsala universitet, forskar på hur virus kidnappar mänskliga celler. De härmar korta aminosyrakedjor som är viktiga för att ta över kontrollen över värdens molekylära kommunikation (cellsignallering) och programmera om cellen för att producera fler viruspartiklar. SSF-projektet undersöker i detalj cellernas interaktioner i jakt på de som kan vara intressanta mål för nya läkemedel.