Kartlägger cellers metabolism med matematikens hjälp
I det här SFF-finansierade projektet tar forskarna systembiologin till hjälp för att utveckla en mätmetod för metabolismen i mänskliga celler. Med matematiska modeller skapas ny förståelse av människokroppen på systemnivå som bidrar till bot av världens stora folksjukdomar.
Att studera cellers ämnesomsättning är viktigt för att förstå hur förändringar i metabolism uppstår i sjukdomstillstånd som diabetes, fetma och cancer. Men det saknas ännu pålitliga metoder för att observera enzymernas sofistikerade arbete i levande celler från människor. För att korrekt kunna hantera komplexiteten krävs matematiska modeller.
I projektet Robust metodik för studier av mänsklig metabolism är siktet inställt på att med hjälp av systembiologi kartlägga mänskliga cellers metabolism där matematiska modeller kombineras med datorsimuleringar och experiment.
– Vi försöker ta fram en metodik som kan ta hänsyn till att mänskliga celler inte uppfyller de ideala villkor som finns i enklare system, för att kunna dra säkra slutsatser, förklarar Gunnar Cedersund, forskare och universitetslektor, Linköpings universitet.
Tvärvetenskap
Roland Nilsson, forskare vid Karolinska Institutet, leder projektet som präglas av tvärvetenskap på alla nivåer.
I ett första pilotprojekt har forskargrupperna tagit sig an leverceller.
– Det är en multiprofessionell kedja som börjar hos patienterna, går vidare till kirurgerna för att sedan nå biokemisterna, som tar emot en leverbit och placerar den i en cellkultur. Utifrån det gör min grupp på KI mätningar på cellerna med hjälp av isotopspårning och masspektrometri. Våra resultat går sedan vidare till Gunnars matematiker vid LiU för bearbetning och modellutveckling, förklarar Roland.
Framtid
För framtiden hoppas de båda forskarna att deras arbete ska resultera i en vedertagen metod som används för att titta på vad som händer i cellen när man gör olika typer av patientbehandlingar. Metoden skulle även kunna användas inom läkemedelsindustrin för att testa substanser innan de går till skarpt läge i kliniska studier.
Roland betonar att projektets huvudsakliga inriktning är metodutveckling.
– Fokus i vårt arbete är på hur man gör. Men eftersom vi testar våra metoder på mänsklig vävnad är det väldigt lockande att titta på vad som finns att upptäcka i det metaboliska flödet och fundera på vad det kan användas till, men det ser vi som en bonus.
Karolinska Institutet och linköpings universitet – Metabolism
Nya mättekniker har alltid varit en av de viktigaste drivkrafterna för medicinska framsteg. Genom utveckling av till exempel magnetresonanskameror är det möjligt att se in i kroppen, se var både cancertumörer och farlig fettinlagring har uppstått, och därmed upptäcka och bota dessa sjukdomar mer effektivt. Med nya metoder kommer denna inblick att ta ett ännu steg: in i de mänskliga cellernas detaljerade metabolism.
