Forskare vid KTH och KI har utarbetat en ny metod för att studera genaktivitet i vävnader. Den kommer till omedelbar och viktig användning för grundforskning inom utvecklingsbiologi, neurobiologi och cancerforskning. I förlängningen skulle metoden kunna bidra till mer precisa diagnoser rörande exempelvis olika former av cancer. Forskningsresultatet är så lovande att en artikel om arbetet blivit accepterad av den väl ansedda tidskriften Science.

Mycket av kunskapen om hur kroppens organ utvecklas och fungerar har erhållits genom att studera dessa i detalj med mikroskop. Mikroskopet ger en möjlighet att visualisera större strukturer, men även enskilda molekyler, till exempel RNA eller protein. Informationen om var biomolekyler befinner sig i vävnad ger insikt om de aktiva processerna i celler och organ. Hittills har det varit en begränsning att bara enstaka molekyler har kunnat studeras i en analys.

Möjligheten att studera och analysera förekomsten av RNA-molekyler i vävnader (så kallad genaktivitet) har emellertid tagit ett kvantsprång det senaste decenniet genom nya landvinningar. Det går därför idag att studera förekomsten av genaktivitetet hos samtliga 20 000 gener i människan, istället för enstaka gener samtidigt i en vävnad vilket väldigt påtagligt ökar informationsmängden.

Detta betyder i sin tur möjligheten att erhålla ny kunskap, ställa mer precisa diagnoser vid sjukdomar och i förlängningen kunna erbjuda bättre behandlingar.

Ett tillkortakommande är dock att man hittills bara kunnat få kunskap om huruvida en viss RNA-molekyl finns i ett vävnadsprov, men inte i vilken del av provet den finns.

I ett samarbete på Scilifelab mellan professorerna Joakim Lundeberg på KTH och Jonas Frisén på KI har forskarna utvecklat en ny metod som löser detta problem. Därmed möjliggörs för första gången analys av genaktivitet från samtliga gener kombinerat med positionsinformation erhållen via mikroskop.

– Det sker genom att specifika små adresslappar får binda till RNA-molekyler i vävnadssnitt, och analys av adresslapparna ger information om var de specifika RNA-molekylerna är belägna i vävnaden. Detta tillför en ny dimension till analysen som är oerhört värdefull. Tidigare har man bara tittat på en genomsnittlig bild av ett prov och missat den spatiala komponenten, säger Jonas Frisén.

Forskarkollegan Joakim Lundeberg berättar att styrkan med forskningsmetoden är att kunna studera många gener i samverkan för att kunna ställa en mer precis och individuell diagnos och därigenom kunna erbjuda patienter optimal behandling.

– Det är en helt generisk metod som kan användas på alla typer av vävnader – friska och sjuka. Vi arbetar för närvarande med att utnyttja metoden för att undersöka så vitt spridda områden som mushjärna, hjärtmuskeln vid hjärtsvikt, reumatism, hjärntumörer hos barn, bröstcancer, hudcancer, Alzheimers sjukdom och så vidare, säger Joakim Lundeberg.

Forskarna tror att diagnostik är där metoden har störst potential. Vid RNA-analysmetoder idag tar man ofta ett vävnadsprov, maler ned det och analyserar blandningen av alla celler. Därmed kan man tyvärr missa signaler från ett fåtal tumörceller som dränks av den totala signalen i provet. Med forskarnas metod går det att fånga upp dessa fåtal celler och därmed information om deras samlade genaktivitet.

För att kvantifiera hur effektiv forskarnas metod är berättar Jonas Frisén om Paul Allen, en av grundarna av Microsoft som har lagt ned mer än 500 miljoner dollar på att skapa The Allen Brain Atlas. Denna karta har tagit flera år att skapa och grunden är RNA-analys av musens alla gener, cirka 20 000 stycken.

– Detta motsvarar 20 000 experiment för en del av hjärnan. Vår metod tittar på alla gener i ett enda svep och data blir mycket mer kvantitativt. Med andra ord kan vi ta fram en atlas med ett fåtal prov till en fraktion av kostnaden, runt en procent av 500 miljoner dollar. Denna atlas kommer att vara av högre kvalitet, framtagen under en bråkdel av tiden. Faktum är att största delen av tiden kommer att gå åt till att utveckla webbverktyg, säger Jonas Frisén.

Han lägger till att forskarna har stort ekonomiskt stöd från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse (KAW) när det kommer till att skapa en atlas av hjärnans gener; vilka gener som är aktiva i olika delar av hjärnan och även i olika sjukdomar i hjärnan.

– Vår förhoppning är att detta ska kunna bli framtidens patologi; ge en mer automatiserad och mer individbaserad analys och därmed komplettera dagens antikroppsbaserade vävnadsanalyser där man studerar enstaka proteiner, avslutar Joakim Lundeberg.

Här är länken till Science-artikeln.

För mer information, kontakta Joakim Lundeberg på 08 – 52 48 14 69 / joakiml@biotech.kth.se eller Jonas Frisén på jonas.frisen@ki.se / 070 – 445 11 42.

Presskontakt:

Peter Larsson

Telefon:

08 - 790 69 60

Mobil:

076 - 050 69 60