Forskare klipper till boven bakom svampinfektioner
Jästsvampen Candida albicans kan orsaka en rad olika symptom, som uppblåst mage, klåda i underlivet, muntorrhet och vita beläggningar på tungan. Forskare försöker nu ta reda på mer om organismen för att kunna förhindra och behandla infektioner. Och har god hjälp av gensaxen Crispr.
Den vanligaste svampinfektionen hos människor orsakas av Candida albicans. Normalt sett är C. albicans ofarlig och en del av vår mikroflora, men ibland kan den genomgå förändringar som gör att den angriper värden på ett mer aggressivt sätt.
Vad är det egentligen som förvandlar jästsvampen från en harmlös del av normalfloran till en aggressiv och sjukdomsframkallande organism? Det försöker Per Ljungdahl och hans forskargrupp vid Institutionen för molekylär biovetenskap, Wenner-Grens institut samt SciLifeLab, att ta reda på.
– C. albicans-celler måste ta upp näringsämnen från sin omgivning för att överleva och för att föröka sig. Vi har lång erfarenhet av att studera de mekanismer svampceller använder sig av för att känna av tillgången på näringsämnen i sin växtmiljö och hur cellen använder sig av den informationen för att reglera genuttryck, säger Per Ljungdahl.
Slå ut svampens näringsupptag
Målet med forskningen är att ta fram ny kunskap för att kunna förhindra och behandla C. albicans-infektioner och i förlängningen göra det möjligt att angripa jästsvampens livsnödvändiga processer utan att påverka människans vävnader och organ.
– Vi resonerar att detta kan göras genom att slå ut C. albicans system för näringsupptag eller bromsa de processer som jästsvampen behöver för att infektera på ett aggressivt sätt, menar Per Ljungdahl.
Nyligen har forskargruppen upptäckt att C. albicans-celler känner av aminosyror i sin omgivning när den angriper värden. För att tillverka energi och därmed undgå att bli upptäckt av kroppens immunförsvar bryter svampcellerna ner aminosyran prolin.
– Vi har redan fastställt att mutationer som inaktiverar till exempel metabolismen av prolin minskar dess sjukdomsframkallande förmåga. Nu vill vi identifiera ytterligare komponenter för att fullständigt klargöra hur svampceller tillverkar den kemiska energin (ATP) som krävs för att infektera sin värd och undkomma immunförsvaret.
Gensaxen effektiviserar forskningen
Årets Nobelpris i kemi gick till Emmanuelle Charpentier och Jennifer Doudna för upptäckten av gensaxen CRISPR/Cas9, en teknik som forskargruppen har haft stor nytta av i sin forskning. Med hjälp av den kan de på ett enkelt sätt reglera uttryck av gener och slå på eller av gener som de vill.
– Innan CRISPR/Cas9 tog varje manipulation av C. albicans arvsmassa flera månader att utföra, nu kan vi få till de önskade ändringarna inom en vecka. Det har alltså gjort att vi nu kan utföra genetisk analys på ett effektivt sätt som inte tidigare var möjligt. Ett strålande exempel på oförutsebar upptäckt och varför grundforskning måste stödjas brett, säger Per Ljungdahl.
Artikeln var först publicerad på Lunds universitets webbplats.
Gensaxen som revolutionerade livsvetenskaperna
Nobelpriset i kemi går till Emmanuelle Charpentier och Jennifer A. Doudna för upptäckten av gensaxen CRISPR/Cas9. Med hjälp av den kan forskare med hög precision förändra arvsmassan i djur, växter och mikroorganismer.
Det är många på naturvetenskaplig fakulteten vid Lunds universitet, som använder sig av metoden i sin forskning. En av dem är Ylva Engström, professor vid Institutionen för molekylär biovetenskap, Wenner-Grens institut.
Vill du berätta lite om bakgrunden till årets Nobelpris i kemi?
Charpentier studerade ett immunsystem hos bakterier som de använder som skydd mot virus (vilket många andra också gjort före henne). Om bakterien blir infekterad med ett virus, bygger den in en bit av virusets DNA som minne. Om samma virus infekterar bakterien igen, tillverkar den en gensax som klipper virus-DNA. Forskare före Charpentier hade visat att det behövs ett enzym (Cas) som klyver DNA, och Charpentier var den första att identifiera det ”tracer-DNA” som bakterien använder som mall för att känna igen rätt virus-DNA. Charpentier och Doudna karakteriserade sedan systemets biokemiska egenskaper och de utvecklade tillsammans en förenklad variant som gjorde det möjligt att med stor precision klyva specifika DNA-sekvenser i vilken organism som helst. Att det faktiskt var möjligt även i flercelliga organismer visades snart av andra forskare, men Charpentier och Doudna hade redan skrivit om dessa möjligheter och potentialen med detta.
Varför är metoden så revolutionerande?
Dels är detta bakterie-immunsystem i sig otroligt ”smart” och intressant att förstå sig på, men eftersom de vidare utvecklade bakteriesystemet så att man kan överföra funktionen till andra organismer, kan man nu editera vilka DNA sekvenser som helst, inte bara i provröret utan även i den levande organismen.
Vad kan metoden användas till?
Den kan användas i forskningen förstås, för att förstå geners funktion och cellulära processer. Men det finns också oändliga tillämpningar, till exempel inom växtförädling eller genterapi. Genom att ta ut celler hos människor, editera och sen föra tillbaka dem finns förhoppningen att kunna bota vissa sjukdomar, till exempel sickle-cellanemi, cancer, Huntingtons sjukdom eller cystisk fibros. Än så länge kan metoden dock innebära en del risker, att förändringar sker också i andra gener. Därför försöker man nu forska fram än mer precisa crispr/cas-system.
Använder du/din forskargrupp metoden i forskningen?
Ja, i vår forskning har vi just skapat flugstammar där proteiner (transkriptionsfaktorer) är ihopkopplade med grönt fluorescerande protein, så att vi kan se när och var dessa proteiner uttrycks i levande celler. Vi har också skapat mutanter i dessa proteiner för att påvisa deras funktion i olika processer. Vår forskning handlar dels om hur det medfödda immunsystemet fungerar och slår på/av immunförsvaret, dels hur stamceller regleras då tarmslemhinna ständigt nybildas, och vad som reglerar så att det inte blir för många celler (cancer) eller för få celler (vävnaden bryts ner).
Var det ett välförtjänt/väntat pris?
Ja, det var ett enormt välförtjänt och också ett väntat pris, även om det var ovanligt nära inpå upptäckterna som publicerades 2011-2013.
Artikeln var först publicerad på Stockholms universitets hemsida.
