Storskalig analys av enskilda T-celler ska ge nya mål för cancerterapi

En ny screeningmetod öppnar för nya sätt att utveckla cancerterapier. I Johan Henrikssons forskargrupp analyseras genetiska förändringar i miljontals enskilda T-celler samtidigt. Målet är mer precisa behandlingar, kortare väg till patient och minskat behov av djurmodeller.

T-cellerna, immunförsvarets egen attackstyrka, står i centrum för ett forskningsprojekt vid Umeå universitet. Genom genetisk modifiering kan de omvandlas till så kallade CAR T-celler som känner igen och slår ut cancerceller. Men att styra hur cellerna ska bete sig är betydligt svårare och dagens analysmetoder bygger till stor del på kvalificerade antaganden.
– En cell har runt 20 000 knappar. Vilken ska du trycka på? Det är långt ifrån självklart, säger Johan Henriksson, docent och forskningsledare.
Planen är att gissningarna ska ersättas med systematik. Med hjälp av avancerad singelcellsteknik ska forskargruppen analysera hur individuella celler beter sig, ända ner på detaljnivå.
– Tekniken gör det möjligt att koppla genetiska förändringar exakt till hur en cell fungerar. På så vis kan vi identifiera vilka förändringar som faktiskt förbättrar en behandling.

Från modell till verklighet
En central del av projektet är att bidra till att minska beroendet av djurmodeller i forskning.
– Trots att möss länge varit standard i läkemedelsutveckling fungerar resultaten ofta dåligt i människor. Mindre än åtta procent av cancerbehandlingar som utvecklas i djurförsök visar effekt i kliniska studier. Vill du bota sjukdom är det inte där du ska lägga fokus, säger Johan Henriksson.
I det aktuella projektet, som stöds av Stiftelsen för strategisk forskning, analyseras i stället CAR T-celler från verkliga patienter. Johan Henriksson förklarar att genetiska variationer uppstår naturligt i cellerna under en cancerbehandling, något forskarna kan använda för att bygga mer kunskap.
– Om vi kan läsa av hur en behandling har påverkat cellerna kan vi förstå vad som fungerar, utan att utsätta någon för risk.

Ny metod
Kärnan i projektet är en teknik som kombinerar mikrofluidik och genetisk analys. Metoden gör det möjligt att inte bara studera cellernas aktivitet, utan även exakt vilken genetisk förändring varje cell bär på.
– Hittills har man inte kunnat se vilken gen som slagits ut i en enskild cell. Det är tekniskt väldigt svårt, säger Johan Henriksson.
Genom att lägga till den informationen i analyserna kan forskarna skapa en detaljerad karta över hur olika genetiska förändringar påverkar cellernas beteende.
Målet är att analysera upp till hundratals miljoner enskilda celler, i förlängningen ännu fler.
– Ju mer data du har, desto säkrare blir slutsatserna.

Från teori till praktik
I labbet omsätts idéerna av doktoranden Florian Albrecht, som ansvarar för att få metoden att fungera i praktiken, ett arbete som är både tekniskt och kreativt utmanande.
– Bland det mest givande är att tillsammans med kollegor utveckla strategier och arbeta fram lösningar på komplexa problem. Det är ofta där nya insikter uppstår.
Trots framsteg i projektet återstår flera utmaningar. För att ta nästa steg krävs tillgång till patientmaterial och etiska tillstånd.
Forskargruppen samarbetar redan med både kliniker och företag, men behöver fler partners för att ta nästa steg.
– Metoden kräver stora mängder celler för att ge tillförlitliga resultat, säger Florian Albrecht.

Stor potential
Om projektet lyckas kan det få stor betydelse för utvecklingen av nya behandlingar. I dag tar det ofta över ett decennium att utveckla ett nytt läkemedel. Genom att arbeta direkt med mänskliga celler hoppas forskarna kunna korta processen avsevärt. Samtidigt är dagens CAR T-behandlingar både kostsamma och krävande. Ökad kunskap om hur genetiska förändringar styr cellernas beteende kan bidra till mer effektiva och skonsamma behandlingar.
– I dag kostar en CAR T-behandling runt fem miljoner kronor per patient. Om våra resultat kan bidra till mer träffsäkra behandlingar med bättre effekt och färre biverkningar vore det en stor framgång, avslutar Florian Albrecht.