Toppläge för slemforskningen

FORSKNINGENS FÖRUTSÄTTNINGAR. Högst upp i Lundberglaboratoriet har Göteborgs universitet samlat den forskning som handlar om slemmet som skyddar tarmar och lungor mot infektioner. Här finns totalt åtta forskargrupper i absolut framkant inom mucin- och mukusbiologi. Följ med på ett besök i deras nya laboratoriemiljö.

Två år har gått sedan laboratorierna flyttades från sina tidigare lokaler i källarplanet i Medicinarelängan till översta våningen i Lundberglaboratoriehuset. Här arbetar nu ett trettiotal forskare i en kreativ miljö, där de delar instrument och hjälper varandra att tackla olika svåra forskningsfrågor.

– Vanligtvis måste man sig vända sig till ett annat universitet, kanske till och med till ett annat land, för att hitta riktigt bra samarbeten. Här har vi dem samlade i samma korridor. Det är väldigt ovanligt att grupper kompletterar varandra så bra i samma forskarmiljö och det är en stor styrka för oss, säger Thaher Pelaseyed, som är en av gruppledarna.

Thahers egen internationellt unika forskning handlar om en särskild grupp av muciner som sitter fast och bekläder tarmcellernas yta. Dessa muciner utgör en skyddande barriär för tarmens bakterier under mukuslagret och deras närmare funktion är dåligt utredda.

Älskar slem

Forskarmiljön har vuxit fram runt professor Gunnar C Hansson, som är en av de stora pionjärerna inom området. I över trettio år har han studerat de biologiska mekanismer som skapar och underhåller en frisk slembarriär, liksom de faktorer som bidrar till de sjukdomar vi får när barriären inte fungerar som den ska. Forskningen backas upp av de största svenska, europeiska och amerikanska forskningsfinansiärerna, och resultaten har ett antal gånger resulterat publiceringar i Science, Nature och andra tunga tidskrifter.

– Alla forskare inom fältet har koll på vad vi arbetar med, och jag blir ofta inbjuden att vara key note speaker på internationella konferenser. Efteråt händer det att åhörare kommer fram och tackar för att de inspirerats att ge sig in i forskningsområdet, ofta med orden ’I love mucus’, berättar Gunnar C Hansson och skrattar.

Under senare år har han själv bytt fokus inom området, från tarmen till luftvägarna. Nyligen fick han anslaget Proof of Concept från det europeiska forskningsrådet för att vidareutveckla fynd kring ett särskilt protein i lungans mucus; forskning som har goda möjligheter att kunna leda till ett helt nya läkemedel mot lungsjukdomen KOL.

Stor spännvidd

Idag blomstrar forskningsområdet mucin- och mukusbiologi på Sahlgrenska akademin, där forskningen spänner över biokemi, strukturbiologi, masspektrometri, cellbiologi, farmakologi och fysiologi. Framgången återspeglas av att forskningsledarna fått stora startbidrag från Vetenskapsrådet, SSMF och ALF. De leder alla självständiga forskningslinjer, där de studerar olika aspekter kring det skyddande slemlagret i tarmen. Forskningen spänner från nybildningen av tarmceller från stamceller, via de olika typer av celler och framförallt bägarcellerna som bidrar till bildande av det skyddande slemlagret, till hur celler i tarmväggen blir varnade när slemlagret fallerar, vidare till hur bakterierna i tarmen samspelar med celler i tarmväggen och dessutom hur symbiosen mellan de slambildande cellerna och mikrobiotan i tarmen upprätthålls.

Hela våningsplanet ger ett luftigt intryck. Arbetsrum ligger vägg i vägg längs en något slingrande korridor. I flera mindre rum står mikroskop och andra instrument som delas av alla forskare, som också har ett stort gemensamt våtlabb.

Lyckad flytt

Gruppledarna är eniga om att det var ett lyckokast att flytta in i den nyinredda laboratoriemiljön högst upp i Lundberglaboratoriet.

– Det är skönt att jobba i de här ljusa och inspirerande lokalerna, där de öppna ytorna gör det lättare att interagera. Vi har också samarbeten med forskargrupper på andra våningar i Lundberglaboratoriet, och där vill vi också underlätta naturliga möten, genom en gemensam återkommande fika för hela huset, säger Malin Johansson.

Hon visade nyligen, i en publicering tidskiften Science, att de celler som bildar slemmet i skyddsbarriären, så kallade bägarceller, inte alls bara är en enda celltyp utan består av flera subtyper med olika funktion. Hon arbetar nu vidare med att undersöka de olika celltypernas roll i den inflammatoriska process som ligger bakom ulcerös kolit, både i prover tagna från patienter och i möss.

Diskussioner föder idéer

Slemmet i skyddsbarriären i tarmen är uppbyggt av mucinglykoproteiner, som har stora borstliknande sockerstrukturer. Ana Luis, som nyligen kom till gruppen efter en period som postdoktor i USA, studerar särskilt hur bakterier i tarmen samspelar och bryter ner dessa sockerstrukturer.

– Mina forskarkollegor har ett annat perspektiv på den skyddande slembarriären än vad jag haft, och deras biologiska insikter har hjälpt mig att vidga min egen forskning, konstaterar hon.

Hon får medhåll av Sjoerd van der Post:

– Forskarmiljön är väldigt inspirerande, vilket jag tror beror mycket på att ingen av grupperna arbetar med samma sak, utan är specialiserade på någon aspekt av mukus och slemhinnor. Vi får ofta nya idéer när vi diskuterar forskningen med varandra, säger han.

Stamceller och symbios i tarmen

Som expert inom masspektrometri och proteomik samarbetar Sjoerd van der Post med alla andra forskargrupper inom mucinbiologigrupperna. Det finns ett stort behov av att identifiera och mängdbestämma (kvantifiera) de protein som finns i celler och i slemlagret vid olika tillstånd. Hans egen forskning handlar om utmognaden av stamceller i botten av kryptorna till olika celltyper. Omsättningen av dessa tarmceller är mycket snabb – de ersätts med nya celler var tredje eller var fjärde dag. Sjoerd van der Posts forskning har bland annat relevans för utvecklingen av cancer.

Även George Birchenoughs forskning om defekter i bägarceller och slemmet som skyddsbarriär har anknytning till cancer. Han arbetar för att definiera signalvägar i bägarceller som reglerar hur barriären fungerar och undersöker hur dessa påverkar känslighet för infektioner och tjocktarmscancer. Som forskare är George Birchenough också knuten till Wallenbergs centrum för molekylär och translationell medicin (WCMTM).

Kliniska samarbeten

Trots att Jenny Gustafsson formellt är hemmahörande vid Institutionen för neurovetenskap och fysiologi har hon en naturlig hemvist tillsammans med de biomedicinska grupperna i Lundberglaboratoriet. Hon studerar de mekanismer som ser till att vi kan leva i symbios med mikrobiotan i tarmen, där hon bland annat kunnat visa att bägarcellerna, som bildar det skyddande slemmet i tarmen, också tar upp delar av tarminnehållet och för detta vidare till immunsystemet för att lära det att tolerera bakterie och födoämnen.

Grupperna har förstås även andra samarbeten, inom och utom universitetet. Särskilt utbytet med Sahlgrenska Universitetssjukhuset är väldigt viktigt för alla forskningsledarna.

I ett av rummen längs den långa korridoren, låst av säkerhetsskäl, finns datorer med direkt access till vårdens patientsystem, som hanteras av två forskningssjuksköterskor anställda på halvtid. Sedan länge finns ett väletablerat och välfungerande samarbete med sjukhusets gastroenterologer. Under senare tid har ett motsvarande samarbete med lungmedicin byggts upp av läkaren och docenten Jesper Magnusson, som bedriver klinisk forskning kring muciner och mukus vid lungtransplantation och andra lungsjukdomar.

AV: ELIN LINDSTRÖM