Här skapas ett fönster in i hjärnan

Presentation
Ilaria Testa, lektor på Institutionen för tillämpad fysik vid KTH. Foto: Johan Marklund
Ilaria Testa, lektor på Institutionen för tillämpad fysik vid KTH. Foto: Johan Marklund

Avancerad mikroskopi öppnar ett fönster till den mänskliga hjärnan i realtid. Ilaria Testas forskning kan ge svar på hur hjärnans celler kommunicerar och varför vissa sjukdomar uppstår.

Ilaria, som är fysiker med examen från universitetet i Genua, kom tidigt att intressera sig för mikroskopi och hur det kan användas inom livsvetenskaperna. Efter sina doktorandstudier i biofysik tillbringade hon sju år på Max Planckinstitutet under ledning av Stefan Hell, som belönades med nobelpriset 2014 för sitt arbete inom mikroskopi.
– Det har skett en revolution inom det här fältet och man kan nu avbilda väldigt små, enskilda molekyler i mycket hög upplösning. Utmaningen är att studera levande celler i en naturlig, dynamisk miljö, berättar Ilaria, som idag är lektor på Institutionen för tillämpad fysik vid KTH och ansvarig för ett SSF-finansierat forskningsprojekt vid Science for Life Laboratory.

Fokus på synapser
I sin forskning utvecklar Ilaria och hennes tvärdisciplinära team teknologi som på ett minimalt invasivt sätt gör det möjligt att studera mycket små enheter i hjärnan, utan att påverka deras naturliga rörelsemönster och fysiologiska funktion. Fokus för forskningen är hjärnans synapser, det vill säga de små enheter genom vilka nervceller kommunicerar. Dessa är svåra att studera med befintlig teknologi eftersom de är så små. Målet är att utveckla bättre mikroskop som tillsammans med nya, smarta molekyler kan hjälpa till att skapa en film för att synliggöra vad som pågår inne i cellerna på molekylär nivå.
– Vi tar steget från statiska ögonblicksbilder till att skapa en tredimensionell film, där vi ser hela processen när exempelvis proteiner interagerar i hjärnan. Det ger oss ett fönster in i hjärnans allra innersta skeenden och kan visa hur minnen uppstår, hur vi lär oss saker och varför vissa sjukdomar uppstår, berättar Ilaria.

Åldrandets sjukdomar
De möjliga tillämpningarna av forskningen är många. En klar och detaljerad förståelse för synapsernas arbete är nyckeln till att hitta svaren på många av åldrandets sjukdomar. Flera neurodegenerativa sjukdomar, som exempelvis alzheimer och parkinson, har sitt ursprung i att nervcellernas synapser slutar att fungera och kommunicera som de ska.
– Detta är grundforskning och vi har kommit en bra bit på vägen mot att utveckla teknologin. Nästa steg är att forskare inom andra områden kan ta forskningen vidare in i livsvetenskaperna för bättre diagnos och behandling av hjärnans sjukdomar.

KTH – Avancerad mikroskopi
Ilaria Testas forskning finansieras med bidrag från Stiftelsen för strategisk forskning inom ramen för programmet Framtidens forskningsledare. Forskningen är tvärdisciplinär och i teamet ingår biologer, biokemister, biofysiker och optiska ingenjörer. Syftet är att utveckla mikroskopi som i detalj visar funktionerna i hjärnans synapser. På sikt kan detta leda till nya verktyg för diagnos och behandling av bland annat degenerativa sjukdomar.

E-post: testa@kth.se
www.scilifelab.se/researchers/ilaria-testa/


Publicerad: 18 juni, 2020