KTH-forskare kartlägger barnsjukdomar på cellnivå

Projektet, som heter Atlas of Childhood Diseases, involverar forskare från KTH, KI och SU och kommer att pågå i fem år med 65 miljoner kronor i finansiering från Erling Perssons stiftelse. Det bygger på ett tidigare initiativ, HDCA-projektet (Human Developmental Cell Atlas), som beskriver den tidiga utvecklingen av hjärnan, ryggmärgen, hjärtat och lungorna hos människor och som kartlägger molekylära mönster och övergångar mellan olika celltyper hos fostret under graviditetens första trimester.

Fel under fosterutvecklingen

Nu använder forskarna denna kunskap om fostrets normala utveckling för att undersöka sjukdomar som kan uppstå i livets tidiga faser. Målet är att identifiera och kartlägga nyckelmolekyler och celltyper som är involverade i uppkomsten av sjukdomar i hjärna och ryggmärg (särskilt cancer som uppstår i dessa organ), hjärta (med fokus på medfödda strukturella defekter) och lungor (i relation till så kallade ciliopatier som påverkar luftvägarna).

– Mitt huvudsakliga vetenskapliga intresse ligger inom medfödda hjärtsjukdomar. Vårt team kommer att analysera donerade fosterhjärtan med diagnostiserade strukturella defekter. Vi kommer att använda avancerade analysmetoder för att beskriva molekylära och cellulära förändringar i de här proverna över tid jämfört med hur det ser ut vid en frisk utveckling, säger Enikő Lázár.

Genetiska orsaker

Förutom den detaljerade karakteriseringen av organen kommer teamet också att försöka identifiera genetiska orsaker bakom de observerade hjärtfelen och koppla sina fynd till potentiellt skadliga genetiska varianter hos donatorerna. Utöver nya biologiska upptäckter baserade på dessa insikter planerar de också att tillhandahålla ett sökbart dataset för forskare.

– I en perfekt värld skulle vi lyckas med alla de satsningar som ingår i förslaget. Vi hoppas att vårt team, genom att sammanföra spjutspetskompetens inom vetenskap, klinik och teknik, på ett meningsfullt sätt ska kunna bredda vår förståelse för de molekylära grunderna för ett brett spektrum av allvarliga sjukdomar hos barn.

Lång väg från labbet till sjukhussängen

Forskarnas ambition är att projektets resultat så småningom ska leda till bättre diagnostik och behandlingsalternativ för de drabbade barnen. Men som vanligt inom grundforskningen är det en lång väg från laboratoriet till sjuksängen. Det planerade arbetet med att undersöka tumörer hos barn är dock en lovande väg att gå, enligt Enikő Lázár.

– Det är det som är det verkliga målet. Att identifiera de mutationer och celltyper som driver tumörtillväxten i hjärnan och sedan agera på de specifika cellerna. För att kunna göra det måste vi förstå den miljö som de här cellerna befinner sig i, både när det gäller hur de interagerar med grannceller och hur de gömmer sig från immunsystemet. Vi har en bra utgångspunkt i de data som samlats in i projektet Human Developmental Cell Atlas, som belyser vissa celltyper som kan vara ursprunget till hjärntumörer hos barn.

Utformning av nanopartiklar

I projektet finns också en del som fokuserar på utveckling av nanopartiklar. Forskarna ska försöka designa nanopartiklar som kan agera på ett celltypspecifikt sätt och bära potentiella läkemedel som skulle kunna påverka dessa nyligen identifierade celltyper. Enikő Lázár anser att det här är det mest lovande alternativet för en faktisk behandling.

– Vi hoppas att vi, genom att utveckla en god förståelse för den molekylära och cellulära sammansättningen och det rumsliga arrangemanget av vissa former av hjärntumörer hos barn, kommer att få en stabil grund för att utforma nanopartiklar med en riktad och potent effekt. Det är en enorm utmaning, men det är viktigt att vara positiv och tänka stort.

Text och foto: Jon Lindhe