Molekylär dokumentär med Kryo-EM

Marta Carroni och hennes team använder kryoelektronmikroskopi för att kartlägga molekylära mekanismer bakom autoimmuna sjukdomar. Genom att visualisera hur antikroppar binder till sina målstrukturer är förhoppningen att kryo-EM ska bli ett starkt stöd i utvecklingen av framtidens läkemedel.

Ett forskningsspår i Marta Carronis forskargrupp handlar om att förstå autoimmuna sjukdomar där kroppens immunförsvar felaktigt angriper den egna vävnaden. Med hjälp av Kryo-EM kan de studera molekylerna på atomnivå. I laboratoriet isoleras antikroppar från patienters blodplasma för att i nästa steg kartlägga hur de binder till så kallade autoantigen – kroppsegna ämnen som utlöser en immunreaktion.
– Att få tillräckligt med plasma har varit en utmaning men vi arbetar med att utveckla en metod så att vi kan isolera antikroppar även från mycket små provmängder, säger Marta Carroni.
Utöver biologiska analyser pågår även intensiv metodutveckling. Alphafold2 och RoseTTAFold är exempel på två avancerade AI-baserade system som används i sammanhanget. De möjliggör design av antikroppar mot specifika målstrukturer, en strategi inspirerad av internationella forskargrupper som lyckats använda liknande metoder för att studera infektioner som HIV och influensa.
–Vi arbetar också med influensa, men använder monoklonala antikroppar och har fokus på autoimmuna sjukdomar. Samarbetet med Karolinska Institutet och SciLifeLab är en stor fördel, där finns både stark expertis och avancerad infrastruktur.

Flera spår
Ett annat forskningsspår handlar om multipel skleros där nya fynd visar att vissa virusproteiner kan trigga inflammation och i förlängningen leda till MS. En postdoktor i teamet jobbar på att ta fram strukturer av ett misstänkt autoantigen.
I ett annat parallellt projekt studeras en mer ovanlig sjukdom, Josef Machado-syndrom.
– De flesta tror att Kryo-EM handlar om att bestämma strukturer, men tekniken har mycket bredare tillämpningar än så. Andra tekniker ger bara spektrum men med Kryo-EM får vi en detaljerad bild. Det är som att arbeta med en spännande dokumentär, fast på molekylnivå.
Projektet fortsätter att växa med ambitionen att inte bara öka förståelsen för sjukdomarnas ursprung, utan även bidra till utvecklingen av framtidens behandlingar.
– Att arbeta med mänskliga system är både spännande, utmanande och väldigt meningsfullt, avslutar Marta Carroni.