Små molekyler kan öka kunskapen om typ 2-diabetes

Ingela Lanekoff är professor vid Institutionen för kemi – BMC vid Uppsala universitet och fick tidigare i år det internationellt eftertraktade ERC Starting Grant. Anslaget finansierar ett projekt som syftar till att ta fram nya metoder för att studera små molekyler i enskilda celler. Metoderna ska användas för att öka kunskapen om typ 2-diabetes.

– Vid den här typen av diabetes har betacellerna en gång fungerat väl, men av olika anledningar blir de stressade och minskar utsöndringen av insulin. Man har fastställt att förändringar i den intracellulära metabolismen är orsaken. Men vad som egentligen som händer inne i cellen är fortfarande till stor del okänt. Vi kommer att etablera nya analytiska tekniker för att kartlägga cellens metabolism och identifiera var det tar stopp. Eftersom alla betaceller inte beter sig på samma sätt så kommer vi titta på små molekyler – en molekylär klass som kallas metaboliter – i enskilda celler med tidsupplösta mätningar. Idag finns ingen teknik för analys av metaboliter som kan följa en cells beteende på det här sättet, säger Ingela Lanekoff.

Hittills har forskare varit begränsade till att titta på celler i stor mängd, frysta eller inkuberade, men nu vill alltså Ingela Lanekoff och hennes kollegor kunna titta på en enskild cell och följa dess mindre molekyler i realtid. Det ska ske med så kallad masspektrometri, där molekyler detekteras utefter massa och laddning.

– Masspektrometri är som en väldigt känslig våg som tillåter oss att detektera vilka metaboliter som finns. Vi kan se tusentals olika molekyler i varje skanning, utan att behöva välja eller märka dessa innan analys. Att detektera metaboliter from en så liten mängd som en enskild cell är den stora analytiska utmaningen, och den upptar säkert halva projektet. När vi har fastställt metodiken ska vi sedan kombinera mätningarna av metaboliter med mätningar av cellens RNA. Genom RNA kan vi förstå vilka förutsättningar som cellen har, och hur det i sin tur relaterar till hur den beter sig med sina metaboliter, säger Ingela Lanekoff.

Det avgörande steget

Efter att ha tagit fram nya tekniker för att studera små molekyler – tidsupplöst och i enskilda celler – ska metodiken appliceras på mänskliga betaceller för att öka kunskapen om typ 2-diabetes.

– Läkemedel eller ändrade levnadsvanor kan få cellerna att börja fungera igen, men kan vi ta reda på i vilket steg som betacellerna tröttas ut så kan vi sätta in rätt åtgärder snabbare. Förhoppningen är att identifiera tidiga riskfaktorer så att patienten kanske inte behöver hamna i typ 2-diabetes till att börja med. I förlängningen hoppas jag att det ska gå att hitta den felande länken och reversera beteendet hos de felfungerande betacellerna. Med projektet kommer vi att lägga grunden, en plattform att bygga vidare på, säger Ingela Lanekoff.

I teknikutvecklingen använder forskarlaget modellceller som går att odla, men i appliceringsfasen ska de titta på donerade celler från människor. ERC-anslaget ska finansiera ny instrumentering och utökning av forskargruppen. Den senare kommer att växa från fem till åtta doktorander och få två postdoktorer. Projektet involverar även samarbeten över områdesgränserna:

– Tack vare Uppsala diabetescentrum har jag träffat professor Sebastian Barg som nu kommer att vara biträdande handledare till en av doktoranderna. Han har kunskap inom insulinutsöndring som jag inte har. Det är alltid lätt att hamna i sin egen ämnesbubbla men sådana här centrumbildningar är jättebra eftersom vi kan hitta nya samarbeten och infallsvinklar. När forskare som ligger i framkant pratar med varandra skapas synergier och möjligheter att göra nya saker ihop. Genom diabetescentrumet så får vi nära till hands till en otrolig kompetens som vi kanske annars inte ens hade vetat om.

Anton Nyström

Bild: Mikael Wallerstedt