Forskare vid Karolinska Institutet har genomfört en omfattande kartläggning av hur gener som ligger till grund för metabola tillstånd som blodfettsrubbningar, diabetes och övervikt samverkar för att orsaka hjärt-kärlsjukdom.
Arbetet har letts av Johan Björkegren, forskare vid Karolinska Institutet och professor vid Icahn School of Medicine at Mount Sinai i USA, och är resultatet av 20 års arbete som började när Johan Björkegren en gång tränade med ambitionen att bli hjärtkirurg.
I studien, som publicerats i Nature Cardiovascular Research, visar forskarna att upp till 60 procent av den ärftliga risken för hjärt-kärlsjukdom kan förklaras av så kallade regulatoriska gennätverk.
Kartlade gener i metabola vävnader
Forskarna gjorde omfattande RNA-sekvensering av metabola vävnader som lever, fettväv och skelettmuskel samt den arteriella kärlväggen i hundratals patienter både med och utan hjärt-kärlsjukdom. Utifrån dessa kunde de beräkna fram regulatoriska gennätverk som visade sig vara aktiva både inom och mellan de metabola vävnader och kärlväggen.
Totalt identifierade forskarna 224 av dessa nätverk som tillsammans bidrog till utvecklingen av hjärt-kärlsjukdom. 135 av nätverken var lokaliserade specifikt i antingen den åderförkalkade kärlväggen, levern, muskel eller någon av de två fettvävnader som ingick i provtagningen.
De återstående 89 nätverken representerade å andra sidan gener som samverkade över flera av dessa vävnader. Det var dessa gränsöverskridande nätverk som man i studien visade vara speciellt viktiga för utvecklingen av hjärt-kärlsjukdom. Studien bygger på prover från sju olika typer av vävnader som tagits från totalt 850 patienter, både med och utan hjärt-kärlsjukdom, under olika former av hjärtkirurgi.
Liten förändring i nyckelgener kan har stor effekt i andra vävnader
För att belysa betydelsen av de identifierade gennätverken gör forskarna liknelser med hur flygtrafik fungerar:
– Precis som en försening på en flygplats ofta påverka flygrutter i hela trafiknätet, fann vi att en liten förändring i aktiviteten hos nyckelgener i en vävnad kan ha stor betydelse för aktiviteten hos gener i helt andra vävnader i kroppen, säger Johan Björkegren.
Framförallt de nätverk som var aktiva mellan vävnaderna visade sig vara centrala för både utvecklingen och ärftlig risk av hjärt-kärlsjukdom. Forskarna sökte vidare svar på frågan varför vissa gener inom dessa nätverk samverkar över vävnadens gränser och fann bevis för omfattande signalering i form av endokrina faktorer, framförallt från fettväven som i stort sett tidigare var okända. Så kallade rekombinanta former av ett tiotal av dessa faktorer testades i möss med tydliga effekter på blodets nivåer av kolesterol och socker.
Karta över gennätverk kan ge skräddarsydd behandling
Resultaten anses viktiga för att ge en bättre översikt av hur enskilda gener och ”pathways” som redan är etablerade inom dessa sjukdomstillstånd samverkar.
– De regulatoriska nätverken ger ett mekaniskt ramverk i vilket enskilda kandidatgener kan sättas i det större sammanhang de faktiskt existerar i.
Han menar att ett ramverk av denna typ kommer att vara centralt för utvecklingen av så kallad precisionsmedicin där patienter är tänkta att bli diagnostiserade och behandlade på basen av hur deras unika genetik samspelar med riskfaktorer i miljön. Som skräddarsydd behandling.
– Här kan de regulatoriska gennätverken komma att spela en central roll som förklaringsmodell för de allt mer sofistikerade screeningverktyg vi idag förfogar över, säger Björkegren.
I den aktuella studien isolerades RNA från hela vävnader som består av flertalet celltyper – det påverkar nätverkens upplösning som idag kan jämföras med de första fotografierna i svartvitt.
Med mer sofistikerade tekniker såsom single-cell RNA-sekvensering kommer resolutionen i nätverken successivt förbättras varefter nätverkens användningsområde kan translateras från dagens forskning till det kliniska arbetet att diagnostisera och behandla patienter.
Johan Björkegren, professor och forskare, Institutionen för medicin, Huddinge, Karolinska Institutet, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, jogielsa@gmail.com; johan.bjorkegren@ki.se
När vi föds har vi luckor mellan skallbenen som är täckta med mjuk bindväv, som kallas fontaneller. Tack vare fontanellerna kan skallen pressas ihop och anpassas till den trånga förlossningskanalen. Efter födseln omvandlas vävnaden i fontanellerna långsamt till hårt ben. Nu har forskare kombinerat material som tillsammans efterliknar naturens process.
– Vi vill kunna använda detta till applikationer där materialet ska ha olika egenskaper vid olika tidpunkter. I ett första skede är materialet mjukt och följsamt, och sedan kan det låsas i ett läge. Möjliga användningsområden är läkning av komplicerade benbrott eller mjuka mikrorobotar som skulle kunna injiceras genom en liten nål vartefter roboten vecklar ut sig och bildar sina ben, säger Edwin Jager, universitetslektor vid Institutionen för fysik, kemi och biologi, IFM, vid Linköpings universitet.
Biomolekyl som stimulerar bentillväxt
Idén kläcktes under en forskningsvistelse i Japan då materialforskaren Edwin Jager träffade Hiroshi Kamioka och Emilio Hara, som forskar kring ben. De japanska forskarna hade upptäckt en sorts biomolekyler som på kort tid kunde stimulera bentillväxt. Vore det möjligt att kombinera biomolekylen med Jagers materialforskning för att utveckla nya material vars styvhet kan varieras?
I den aktuella studien, som publiceras i Advanced Materials, har forskarna konstruerat ett slags enkel ”mikrorobot”, som kan anta olika former och ändra hårdhet. Forskarna utgår från ett gelmaterial kallat alginat. På ena sidan om gelen får ett polymermaterial växa in. Detta material är elektroaktivt och ändrar volym när forskarna applicerar en svag spänning, vilket får mikroroboten att böja sig åt ena hållet. På den andra sidan av gelen fäster forskarna biomolekyler som gör att det mjuka gelmaterialet kan bli hårt. Dessa biomolekyler utvinns från cellmembranet på en typ av cell som är viktiga för benbildning. När materialet doppas i en cellodlingsvätska, som ska efterlikna miljön i kroppen och innehåller kalcium och fosfor, får biomolekylerna gelen att mineraliseras och hårdna som ben.
Användas vid komplicerade benbrott
En av de potentiella tillämpningar som forskarna är intresserade av är benläkning. Idéen är att det mjuka materialet, som får kraft och rörelseförmåga av den elektroaktiva polymeren, rör sig in i hålrum i komplicerade benbrott och vecklar ut sig. När materialet sedan hårdnat kan det utgöra grunden för bildning av nytt ben, är tanken. I den aktuella studien demonstrerar forskarna att materialet kan linda sig runt kycklingben och att den artificiella bentillväxten kan växa ihop med kycklingbenet.
Danfeng Cao, doktorand vid Linköpings universitet, monterar en bit ben som ”mikroroboten” sedan kommer linda sig runt och växa ihop med. Bild: Olov Planthaber/LiU.
Genom att göra mönster i gelen kan forskarna påverka på vilket sätt den enkla mikroroboten kommer att böja sig när spänning tillförs. Vinkelräta linjer i ytan får materialet att böja sig i en halvcirkel, medan diagonala linjer gör att den vrider sig som en korkskruv.
– Genom att styra hur materialet vrider sig kan vi få fram olika rörelsemönster i mikrorobotar, men också styra hur materialet vecklar upp sig i exempelvis ett benbrott. Vi kan baka in rörelsen i materialets struktur, så att man slipper ha komplexa styrprogram för mikrorobotarna, säger Edwin Jager.
Forskarna går nu vidare med att undersöka egenskaperna hos materialkombinationen och hur den fungerar tillsammans med levande celler, för att lära sig mer om dess biokompatibilitet.
Vetenskaplig artikel:
Biohybrid variable stiffness soft actuators that self-create bone, (Danfeng Cao, Jose G. Martinez, Emilio Satoshi Hara och Edwin Jager), Advanced Materials.
Kontakt:
Edwin Jager, universitetslektor vid Linköpings universitet, edwin.jager@liu.se
Fotnot:
Forskningen har gjorts med finansiellt stöd av bland andra Japanese Society for the Promotion of Science (JSPS) Bridge Fellowship program och KAKENHI, Vetenskapsrådet, Promobilia och STINT, Stiftelsen för internationalisering av högre utbildning och forskning.
Från och med vårt första andetag exponeras våra lungor för mikroorganismer, exempelvis bakterier och virus. Tack vare immunceller i lungorna, så kallade makrofager, skyddas vi från många infektioner redan tidigt i livet.
I en studie som publiceras i Journal of Experimental Medicine visar forskare vid Karolinska Institutet hur lungmakrofager utvecklas – ny kunskap som kan bidra till att begränsa organskador och som betyder mycket för den fortsatta utvecklingen av viktiga behandlingar av lungsjukdomar, uppger Karolinska sjukhuset.
Lungmakrofager börjar utvecklas hos människor direkt efter födseln när lungorna blåses upp av inandningsluften. Trots lungmakrofagernas viktiga betydelse i immunsystemet har det tidigare varit okänt hur de utvecklas hos människor efter födseln, eftersom in vivo-studier hos människor är svåra att genomföra.
Lungors immunförsvar kommer från levern
Med hjälp av en humaniserad musmodell har forskare vid Karolinska Institutet nu kunnat studera utvecklingen av mänskliga makrofager direkt i en levande lunga. I studien upptäckte forskarna att lungmakrofager utvecklas på två olika sätt.
– I den första typen av utveckling härstammar lungmakrofagerna från prekursorceller som finns redan i fostrets lever. Efter födseln förflyttar sig dessa prekursorceller från levern till lungorna via blodomloppet. I lungorna exponeras de sedan för olika tillväxtfaktorer, vilket utvecklar dem till mogna lungmakrofager.
– Den andra typen av utveckling av lungmakrofager sker senare i livet. Då utvecklas de från vuxna prekursorceller, så kallade monocyter, som finns i blodet, säger Tim Willinger, docent vid institutionen för medicin, Huddinge, Karolinska Institutet, som har lett studien.
Liknande genuttryck men olika funktioner
Forskarna undersökte även om lungmakrofagernas ursprung påverkar dess funktion. Här kunde de se att lungmakrofagerna, oavsett ursprung, hade liknande genuttryck men olika funktioner.
– Vi upptäckte att fosterprekursorceller delar sig fortare än de vuxna prekursorcellerna. Fosterprekursorcellerna befolkar därmed lungorna snabbare, vilket är viktigt tidigt i livet för att snabbt ta bort mikroorganismer och andra inandade partiklar, säger studiens försteförfattare Elza Evren, doktorand i Tim Willingers forskargrupp.
De lungmakrofager som härrör från de vuxna prekursorcellerna visade sig däremot aktiveras starkt av interferon, ett protein som har i uppgift att försvara kroppen mot virusinfektioner. Det är därför mycket sannolikt att just denna typ av lungmakrofager har en viktig funktion i immunförsvaret för att bekämpa virus.
Överaktiverat immunförsvar kan skada lungan
Forskarna kunde även se att dessa lungmakrofager liknar pro-inflammatoriska makrofager som kan överaktiveras. En sådan överaktivering kan leda till allvarliga lungskador i sjukdomar såsom covid-19.
De nya rönen bidrar till en bättre förståelse för lungmakrofagernas ursprung och funktion. Den fosterprekursorcell som forskarna har identifierat är ett potentiellt mål för att regenerera vävnadsskyddande makrofager, begränsa organskador och främja vävnadsreparation i en skadad lunga. Dessa fynd kan också stödja utvecklingen av nya behandlingar för olika lungsjukdomar.
Crowdfunding, på svenska ibland kallat gräsrots- eller folkfinansiering, är ett växande fenomen. För initiativtagaren eller personen som lanserar en crowdfunding-kampanj är det tilltalande att kunna skaffa finansiering utan rigorösa kreditkontroller och utan att vara beroende av en enda, vänligt inställd bankchef som tror på ens idé. Men vad får intressenterna ut av den här metoden? Vilka är de och varför kan de tänka sig att bidra med pengar?
Olika skäl bakom crowdfunding
– Det är viktigt att inte dra alla intressenter över en kam när du lanserar en crowdfunding-kampanj. Till exempel finns ”shopparna” som bidrar med medel för att de önskar en ny produkt som inte finns på marknaden ännu. Men sedan finns det andra, som välgörare och mecenater, som donerar medel av mer känslomässiga eller sociala skäl – för att hjälpa och stötta en vän, familjemedlem eller bara en annan entreprenör, säger Nadia Arshad, ekonomie doktor vid Jönköping International Business School, Jönköping University.
Stöder ofta regionala innovatörer
I sin doktorsavhandling visar hon att intressenter ofta engagerar sig i kampanjer för att de vill stödja entreprenörerna, särskilt om dessa kommer från den egna regionen. Dessutom har de betydligt mer tålamod med försenade produkter och defekter än vanliga kunder.
Hon undersökte belöningsbaserade kampanjer för crowdfunding i USA och i Sverige, och fann att det för många var en viktig motivationsfaktor att stödja entreprenörskap och innovation.
Donerar stora summor till crowfunding
– I USA ville intressenterna gärna ge medel till entreprenörer från den egna delstaten eller staden. I Sverige var de mer patriotiska och ville stödja svenska entreprenörer och svensk innovation. Och det var inga små summor de donerade heller, jag förvånades över hur mycket folk kunde tänka sig att investera för att främja entreprenörskap, säger Nadia Arshad.
Ett annat intressant resultat var hur toleranta och förstående intressenter var när det gällde problem som dök upp under kampanjen medan de väntade på belöningen.
– Som vanliga ”shoppare” är vi stränga; vi vill ha en perfekt produkt och i tid. Finansiärer vid crowdfunding är mer toleranta; de är beredda på förseningar och till och med vissa defekter hos produkten. De ser det här som en del i risken med en crowdfunding-kampanj. Det viktiga för dem är att få tydlig och transparent kommunikation under kampanjen och efteråt, säger Nadia Arshad.
Kartlade intressentens engagemang från start till slut
Den unika aspekten i Nadia Arshads forskning är hur hon kartlade processen för intressenternas engagemang från start till slut: från det att intressenterna blev medvetna om kampanjen till deras utvärdering, övervägande och slutligen donation av pengar. Men resan slutade inte där.
– Att bara ge pengar är inte nog. För att kampanjen ska bli framgångsrik behöver intressenterna ta tid att rekommendera produkten och entreprenören bakom den, sprida budskapet och motivera andra att engagera sig, säger Nadia Arshad.
Crowdfunding blir alltmer populärt
Crowdfunding blir alltmer populärt, men enligt Nadia Arshad känner väldigt få till och förstår det. Som hon ser det behöver detta åtgärdas.
– Crowdfunding är en viktig del i den hållbara utvecklingen av vår ekonomi och vi behöver stötta entreprenörers förmåga att arbeta på det här sättet. Min forskning kan hjälpa entreprenörer att fundera på vilken typ av finansiärer de vill ha. Vill de ha välgörare? Då ska de presentera sin produkt på ett sätt som tilltalar på ett känslomässigt plan. Vill de bara ha kunder? Då ska presentationen handla mindre om känslor och mer om fördelarna med produkten.
För politiska beslutsfattare är Nadia Arshads avhandling en påminnelse om att crowdfunding inte bara handlar om initiativtagarna.
– Det finns inte mycket lagstiftning kring belöningsbaserade crowdfunding-kampanjer. Med ansedda och välkända plattformar för crowdfunding är risken för bedrägerier mindre. Men mer kan göras för att skydda finansiärer, särskilt när det gäller återbetalning, och för att undersöka hur och varför kampanjer misslyckas, säger hon.
Belöningsbaserad crowdfunding
Belöningsbaserad crowdfunding innebär att individer ger medel till ett projekt eller företag med förväntan om att i ett senare skede få tillbaka en icke-ekonomisk belöning, som till exempel en vara eller service. Ett vanligt exempel är ett projekt eller företag som erbjuder en unik tjänst (belöning) eller en ny produkt (förförsäljning) i gengäld för investeringen. Den här sortens crowdfunding tillåter företag att lansera med redan bokförda order och ett säkrat kassaflöde (en stor utmaning för nya företag) och samlar en publik innan en produktlansering.
Kolnanorör är mycket tunna, lätta och ihåliga rör som består av kolatomer. Väggen på röret är bara en atom tjock. Rörväggen är som ett ark av grafit som rullas till en cylinder, med hexagonala gallerverk som utgör arket.
Med sina unika mekaniska, elektriska och termiska egenskaper ger kolnanorör stora möjligheter för vetenskaplig forskning och industriella och kommersiella applikationer. Det finns en mycket stor potential för materialet till exempel i kompositindustrin, men användningsområdet är bredare än så.
Nanorören har inte alltid perfekt struktur
Mattias Flygare, nybliven doktor i fysik vid Karlstads universitet, har i sin avhandling studerat vilken effekt kristalliniteten har på olika egenskaper, som rörens böjstyrka och elektrisk ledningsförmåga.
– Vi vet att om rören hade en perfekt atomstruktur så skulle dessa egenskaper vara fantastiskt goda, men verkligheten är oftast inte perfekt. Istället ser vi att rörens väggar består av ett ”lapptäcke” av olika stora ”flagor” med fin atomstruktur. Hur stora dessa kristallflagor är, tillsammans med andra avvikelser från det perfekta, ger materialet olika egenskaper.
Kristallinitet är graden av strukturell ordning i ett fast ämne. I en kristall är atomerna molekylerna, eller jonerna ordnade på ett regelbundet, periodiskt sätt. Strukturen upprepar sig i alla tre dimensioner.
Ordet kristall kommer från grekiskans kry’stallos som betyder både is och bergkristall.
Flagor av perfekta mönster
– Jag har studerat hur mycket olika oregelbundenheter i atomstrukturen påverkar materialets egenskaper, säger Mattias Flygare. För att titta på atomstrukturen har jag använt vårt transmissionselektronmikroskop här på Karlstads universitet.
Mikroskopet använder elektronstrålar istället för ljus för att ”genomlysa” materialet. Det gör det möjligt att se ner till nanometernivå, alltså en miljarddels meter, vilket är ofattbart litet.
Verktyget gör det möjligt att se enskilda atomer
Med hjälp av transmissionselektronmikroskop kan man komma förbi det synliga ljusets upplösningsgräns, som är omkring en mikrometer, och ner till cirka 100 pikometer, det vill säga 0,1 nanometer. Denna teknik gör det möjligt att få upplösning av enskilda atomer.
Inuti mikroskopet på Karlstads universitet finns också möjligheten manipulera kolnanorören med en specialbyggd sond som kan kontrolleras på nanometernivå.
– Vårt elektronmikroskop är helt vibrationsisolerat från resten av huset, säger Mattias Flygare. Om mikroskopet hade kontakt med huset, skulle det inte krävas mer än att en person passerade i korridoren utanför för att vibrationerna skulle göra bilden otydlig och oanvändbar.
– Mina studier visar bland annat att egenskapernas beroende av atomernas regelbundenhet inuti rörväggarna inte alltid är helt linjär. Och det finns kritiska punkter där egenskaperna kan bli drastiskt mycket bättre bara genom att öka kristalliniteten lite grann. Det här är ett mycket intressant resultat som visar på behovet av mer forskning och framtagandet av ett klassifikationssystem för kolnanorör, så att rätt sorts rör kan användas till rätt syfte, och för att vidareutveckla produktionsmetoderna för rören.
– Det saknas idag mätstandarder och klassificeringssystem för kolnanorör.
Kolnanorör starkare än diamant och lättare än stål
Nanorör är en cylinder av grundämnet kol, skapat av ett hoprullat grafenlager och utgör en del av nanoteknologin.
Nanorören är uppbyggd av sexkantiga strukturer som bildar ett rör i en nanometers storlek i diameter. Bindningen i strukturen gör den starkare än diamant, vilket gör grafen till det starkaste existerande materialet, samtidigt som det har bättre värmeisolerande förmåga än diamant.
Beroende på strukturen kan nanorören vara elektriska ledare eller halvledare. De ledande varianterna är tusen gånger bättre än koppar, vilket tillsammans med den goda isolationsförmågan gör materialet utmärkt inom elektronik.
Även som byggmaterial är det väldigt användbart eftersom det är betydligt mycket starkare och lättare än stål. Det är även lättare än bomull. De används också i en ny slags bildskärmsteknologi som kallas OLED (organic light-emitting diode) och lyser när el går igenom dem.
Idag hittar man applikationer för kolnanorör i många olika produkter, och forskare fortsätter att utforska kreativa nya sätt att använda materialet. Kolnanorör finns i olika kompositmaterial till exempel i sportutrustning som tennisracket och cyklar, för dess förmåga att förbättra hållfastheten men samtidigt minska vikten. På grund av dess elektriska ledningsförmåga är det också användbart i all möjlig elektronik, och det finns även mer exotiska användningsområden på horisonten.
Miljönyttan av ekologisk odling beror på det omgivande landskapet. Den positiva effekten på biologisk mångfald är särskilt stor i odlingslandskap med få kvarvarande naturliga livsmiljöer som exempelvis naturbetesmarker, enligt en studie från Lunds universitet och Sveriges lantbruksuniversitetet.
– Ekologisk odling bidrar mer till den biologiska mångfalden på platser där det sedan tidigare finns relativt få arter, säger William Sidemo Holm, utredare vid AgriFood och doktor i miljövetenskap vid Lunds universitet.
Vad är en naturbetesmark?
En ängs- och betesmark är en naturlig gräsmark som har betats eller slagits under många hundra år. Vissa kan ha gödslats eller dikats och kallas då kultiverade betesmarker. De som aldrig har gödslats eller påverkats av andra produktionshöjande åtgärder kallas för naturbetesmarker. Naturbetesmarkerna tillhör våra allra mest artrika marker, men måste betas för att bibehålla sin biologiska mångfald.
Ekologisk odling kan ge mindre skörd
Samtidigt har sådana odlingslandskap ofta en hög jordbruksproduktion och därför är också kostnaderna i form av skördebortfall höga vid en övergång till ekologisk odling. Eftersom lönsamheten vid ekologisk odling ofta är lägre än vid konventionell odling kan lantbrukare få en miljöersättning för att odla ekologiskt.
Men ersättningens storlek påverkas inte av områdets produktivitet, vilket är ett problem, enligt William Sidemo Holm:
– Det leder till att få odlar ekologiskt i mer produktiva områden där konventionell odling är jämförelsevis lönsamt. Samtidigt är det just i dessa områden som ekologisk odling kan göra störst nytta då mängden naturbetesmarker ofta är låg, säger William Sidemo Holm som undersökt just undersökt kostnaderna för att öka biologisk mångfald genom ekologisk odling, och hur dessa påverkas av det omgivande landskapet.
– Vår studie visar behovet av att utforma styrmedel som gör det gynnsamt för lantbrukare i landskap med få naturbetesmarker att odla ekologiskt.
Ekologisk odling och biologisk mångfald – studien visar att:
ekologisk odling ökar biologisk mångfald (mätt som antalet växtarter) mest kostnadseffektivt i landskap med en liten andel naturbetesmarker.
kostnaden för att öka antalet växtarter med ekologisk odling ökar för varje tillkommen växtart.
bevarande av naturbetesmarker har en större effekt på antalet växtarter än ekologisk odling.
Studien visar också att kostnaden för att öka antalet arter med hjälp av ekologisk odling ökar allteftersom en större areal i ett område redan brukas ekologiskt. Detta beror på att de arter som gynnas mest av ekologisk odling redan har tillkommit, och att vinstbortfallet ökar i takt med att mer produktiv mark måste konverteras till ekologisk. Därför visar studien också att det är viktigt med en geografisk spridning gällande var man odlar ekologiskt.
Så här gick studien till:
Metoden bygger på att forskarna studerade hur ekologisk och konventionell odling av vall, höstvete, vårkorn, raps, sockerbetor och baljväxter, samt djurhållning på naturbetesmarker, påverkar antalet vilda växtarter och jordbrukarnas vinster. För detta genomförde forskarna en fältstudie där de samlade in data om markanvändning, skörd och antalet växtarter från 19 gårdar (10 ekologiska och 9 konventionella) i Skåne. För att beräkna effekten på jordbrukares vinst kompletterades fältstudien med jordbruksstatistik från Jordbruksverkets driftsplaneringsprogram Agriwise.
William Sidemo Holm, Utredare vid AgriFood Economics Centre, SLU och doktor i miljövetenskap med inriktning på bevarande av biologiskt mångfald, Lunds universitet, william.sidemo.holm@slu.se
– I princip alla offentliga verksamheter tycks vara överbelastade med mer att göra än vad de egentligen kan hantera. En särskild utmaning för Polisen är att det inte går att skriva av ärenden på grund av att det är för mycket att göra – det är olagligt. Därför behöver Polisen hitta strategier för att lösa dilemmat, säger Andreas Liljegren, organisationsforskare och docent i socialt arbete vid Göteborgs universitet.
Två sätt att lösa överbelastning
I studien har han undersökt hur Polisens utredningsenhet i en av Sveriges storstäder hanterar överbelastningsproblemet. Resultatet visar att det finns två processer igång för att hantera situationen: begränsning av arbetsbelastningen genom att avskriva ärenden, och att lägga ärenden på hög i väntan på handläggning.
Enligt studien finns flera skäl att låta ärenden vänta. Det kan exempelvis ge sken av att mer händer i utredningarna än det faktiskt gör. Att lägga ärenden på hög innebär också att de blir enklare att skriva av i ett senare skede.
– Då kan bevisningen ha försvagats, vittnen har kanske inte en lika tydlig bild av händelseförloppet och teknisk bevisning kan ha gått förlorad, säger Andreas Liljegren.
Glapp mellan ambition och verklighet
Att offentliga verksamheter fungerar på det här sättet kan vara något att moralisera över, men Andreas Liljegren menar att verksamheter som till exempel Polisen inte har något val. Glappet mellan uppdragsgivarnas ambitioner för verksamheten och de resurser som tillsätts är helt enkelt för stort.
– För att handskas med överbelastningsdilemmat behöver verksamheten vara kreativ, annars går den under. I grunden handlar det om ett prioriteringsarbete för att systemet ska kunna upprätthållas, säger han.
Fallstudie av Polisen
Studien är en fallstudie och inkluderar intervjuer med tjänstemän och fokusgrupper, observationer och dokumentanalyser. Studien beskriver och analyserar hur polisens utredningsverksamhet agerar för att undvika att bli överbelastade.
Utan bakteriedödande antibiotika skulle sjukvården se väldigt annorlunda ut. Vård av för tidigt födda barn, avancerad kirurgi, organtransplantationer och cancerbehandlingar är exempel på vård som är förenad med en ökad risk för infektion. I dag hanteras infektionsrisken med antibiotika. Men antibiotikaresistenta bakterier är ett växande problem i världen. Även förekomsten av blodinfektioner ökar globalt sett. I ljuset av detta har Martin Holmbom och kollegor studerat förekomst av blodinfektioner och antibiotikaresistens, samt dödligheten förknippad med dessa, i befolkningen i Östergötland.
Blodinfektion och sepsis
En infektion kan uppträda på många ställen i kroppen, som urinvägarna, luftvägarna och huden. I vissa fall sprider sig bakterierna till blodet. Det kallas då blodinfektion.
När vi får en infektion reagerar kroppens immunförsvar för att bekämpa bakterierna. I vissa fall när bakterier sprider sig i blodbanan reagerar immunförsvaret alltför kraftigt. Immunförsvarets överreaktion ger då tillsammans med själva infektionen en negativ påverkan på olika organ, som till exempel hjärtat, njurarna, hjärnan och lungorna. Detta tillstånd kallas blodförgiftning, eller sepsis.
Sepsis är ett allvarligt tillstånd som kan bli dödligt.
Symtomen vid sepsis kan te sig olika från person till person, och kan vara diffusa. Det är viktigt att söka vård tidigt om allmäntillståndet försämras.Källa: Martin Holmbom, läkare, Urologiska kliniken i Östergötland
I de fyra studierna som ingår i hans avhandling ser Martin Holmbom att förekomsten av blodinfektioner har ökat i Östergötland. Även dödligheten i blodinfektioner har ökat, något som åtminstone delvis kan hänga ihop med att många som drabbas är äldre med flera kroniska sjukdomar.
Forskarna har också undersökt utvecklingen av antibiotikaresistens i Östergötland genom att analysera fler än 9 000 bakterier som orsakat blodinfektion. Forskarna tittade på hur motståndskraftiga bakterierna var mot olika antibiotika och vilka blodinfektioner som fick dödlig utgång. I studien var andelen multiresistenta bakterier* låg, men ökade kraftigt under de år som studerades. Forskarna gick vidare med dessa fynd genom att titta närmare på vilka faktorer som var starkast förknippade med dödlig utgång vid blodinfektion.
*Multiresistenta bakterier
Bakterier som har ökad motståndskraft mot flera antibiotika och som därför kan vara svårare att behandla.
– Även om vi ser att de multiresistenta bakterierna ökat i en svensk population, har ökningen inte följts av en ökad dödlighet. Den starkaste riskfaktorn för dödlig utgång i våra studier är samsjuklighet med flera kroniska sjukdomar, men även förlängd tid till inläggning på sjukhus, säger Martin Holmbom, nybliven doktor vid Linköpings universitet.
Symtomen kan vara diffusa
Symtomen vid blodinfektion och det allvarliga tillståndet blodförgiftning, eller sepsis, kan te sig olika från person till person och kan vara diffusa. Det kan därför vara svårt både för den drabbade och för sjukvårdspersonal att initialt bedöma hur allvarlig infektionen är, vilket kan bidra till att livräddande vård blir fördröjd. Dödlighet vid blodinfektion var i studierna också kopplad till ökad och hög ålder på patienterna.
Martin Holmbom menar att allt tyder på att multiresistenta bakterier kommer att öka och att det är mycket viktigt att prioritera motåtgärder.
Antibiotikaresistens hot mot hälsan
– Ökande antibiotikaresistens kan få allvarliga konsekvenser och är enligt mig ett stort hot mot den globala folkhälsan. Sverige har generellt låg antibiotikaförbrukning och ett gynnsamt resistensläge där man under flera år har arbetat med att minska användningen av antibiotika hos både människor och djur. Att vi trots detta ser en ökning av antibiotikaresistens bör vara en väckarklocka att vi behöver göra mer, säger Martin Holmbom.
En del av avhandlingsarbetet har handlat om att bygga upp en databas som används för att följa utvecklingen av antibiotikaresistens och blodinfektioner i Östergötland från år 2000 och framåt. Databasen kan ge värdefull information som kan ligga till grund för justering av lokala antibiotikarekommendationer vid blodinfektioner, och för att följa effekten av förebyggande åtgärder. I regionen finns sedan ett par år tillbaka också ett sepsislarm, i form av standardiserade handläggningsrutiner för vården vid misstänkt blodförgiftning.
Martin Holmbom, doktor vid Institutionen för biomedicinska och kliniska vetenskaper, Linköpings universitet och specialistläkare vid Urologiska kliniken, Region Östergötland, martin.holmbom@liu.se, martin.holmbom@regionostergotland.se.
Utöver hög ålder och vissa bakomliggande sjukdomar så påverkar genetiska faktorer risken att bli svårt sjuk i covid-19. En internationell metastudie ledd av forskare vid Karolinska Institutet har identifierat en specifik genvariant som skyddar mot svår covid-19.
Arv från neandertalare ger skydd
Tidigare studier, på framför allt individer av europeisk härkomst, har visat att individer som bär ett särskilt stycke DNA har 20 procent lägre risk att bli inlagd på intensivvårdsavdelning vid covid-19. Det här DNA-stycket kodar för gener som styr immunförsvaret mot virus och är nedärvd från neandertalare hos ungefär hälften av alla människor utanför Afrika.
Själva DNA-stycket är långt och innehåller många olika genvarianter. Det har gjort det svårt att veta exakt vilken genvariant som skyddar. Om man hittar rätt variant så kan den vara en måltavla vid läkemedelsbehandling mot svår covid-19-infektion.
För att identifiera den specifika genvarianten letade forskarna i den aktuella studien efter individer som bar endast delar av detta DNA-stycke. Nedärvningen från neandertalare skedde efter utvandringen från Afrika, så forskarna såg en potential i att rikta in sig på individer med afrikansk härkomst som saknar arv från neandertalare och därmed även majoriteten av DNA-segmentet. En liten bit av segmentet är dock detsamma både hos personer med afrikansk och europeisk härkomst.
Afrikansk härkomst skydd mot covid
Forskarna fann att individer med huvudsakligen afrikansk härkomst hade samma skydd som individer med europeisk härkomst, vilket gjorde att de kunde peka ut en specifik genvariant som särskilt intressant.
– Att individer med afrikansk härkomst hade samma skydd gjorde att vi kunde identifiera den unika skillnaden i DNA:t som faktiskt skyddar mot covid-19-infektion, säger studiens försteförfattare Jennifer Huffman, forskare vid VA Boston Healthcare System i USA.
Analysen omfattade totalt 2 787 sjukhusinlagda covid-19-patienter av afrikansk härkomst och 130,997 personer i en kontrollgrupp från sex kohortstudier. 80 procent av individer med afrikansk härkomst bar den skyddande varianten. Effekten jämfördes med en tidigare större metastudie av individer med europeisk härkomst.
Enligt forskarna påverkar den skyddande genvarianten (rs10774671-G) hur långt det protein blir som kodas av genen OAS1. Andra studier har visat att den längre varianten av proteinet är bättre på att bryta ner viruset sars-cov-2, som orsakar sjukdomen covid-19.
– Att vi börjar förstå de genetiska riskfaktorerna i detalj är en nyckel för att utveckla nya läkemedel mot covid-19, säger medförfattaren Brent Richards, forskare vid Lady Davis Institute of the Jewish General Hospital samt professor vid McGill University i Kanada.
Inkludering viktigt i studier
Covid-19-pandemin har lett till omfattande samarbeten mellan forskare från olika delar av världen, vilket gjort det möjligt att studera genetiska riskfaktorer hos en bredare mångfald av individer än i många tidigare studier. Majoriteten av all forskning sker dock fortfarande på individer av huvudsakligen europeisk härkomst.
– Den här studien visar hur viktigt det är att inkludera individer med olika härkomst. Hade vi bara studerat en grupp hade vi inte lyckats identifiera genvarianten i det här fallet, säger studiens korresponderande författare Hugo Zeberg, biträdande lektor vid institutionen för neurovetenskap på Karolinska Institutet.
Vetenskaplig artikel:
Multi-ancestry fine mapping implicates OAS1 splicing in risk of severe COVID-19. Jennifer E. Huffman, Guillaume Butler-Laporte, Atlas Khan, Erola Pairo-Castineira, Theodore G. Drivas, Gina M. Peloso, Tomoko Nakanishi, COVID-19 Host Genetics Initiative, Andrea Ganna, Anurag Verma, J. Kenneth Baillie, Krzysztof Kiryluk, J. Brent Richards and Hugo Zeberg. Nature Genetics .
Kontakt:
Hugo Zeberg, biträdande lektor, Institutionen för neurovetenskap, Karolinska Institutet, Max Planck Institutet för Evolutionär Antropologi, hugo.zeberg@ki.se
Det visar en ny avhandling vid Umeå Universitet där stridspiloter, helikopterpiloter och helikopterbesättning har studerats.
– Det är viktigt att vi fångar upp tidiga tecken på att flygande personal riskerar att utveckla mer bestående fysiska symtom som påverkar deras arbetsförmåga, säger Matthias Tegern, doktorand vid Umeå universitet.
Stela och svaga nackar ökar risk för smärta
En grupp som var besvärsfria när studien påbörjades följdes med enkäter under ett år. Av dem utvecklade under året nästan en av fyra besvär i nacke eller bröstrygg. Ökad risk för att utveckla dessa besvär fanns hos dem som i början av studien uppgett att de tidigare hade upplevt besvär, hade mindre rörlighet vid framåtböjning av nacken samt en sämre uthållighet i nackens främre muskler.
I en annan studie genomfördes flera olika tester av fysisk prestationsförmåga, där det framkom att mindre rörelsekontroll respektive sämre rörlighet i framåtböjning av nacken hade samband med att rapportera besvär i nacke och bröstryggen. Ytterligare klinisk undersökning visade att individer med smärta i nacke eller bröstrygg uppvisar individuellt olika fysiska symtom och funktionsnedsättningar som kan sättas i samband med flygning och som också påverkar deras arbete.
Nack- och ryggbesvär vanligare bland flygare
Genom att låta dels flygande personal, dels soldater under internationell insats besvara en enkät, gick det att se att fysiska besvär var vanligare i nacke och bröstrygg bland den flygande personalen än bland marksoldaterna. Så många som nästan varannan, 46 procent, bland de flygande uppgav att de under det senaste året haft besvär i nacke eller bröstrygg, jämfört med färre än var femte bland marksoldaterna. Det gick även att se ett samband mellan besvären och låg självskattad hälsa.
– Det bekräftar det vi redan misstänkte att det kan ha att göra med arbetet som flygande personal utför. Låg självskattad fysisk hälsa har även visat sig vara en viktig faktor i tidigare studier, säger Matthias Tegern.
Undersökte försvarets piloter
Matthias Tegern har undersökt förekomsten av muskuloskeletala besvär, det vill säga problem relaterade till skelett och muskler, bland försvarets stridspiloter, helikopterpiloter och helikopterbesättning. Syftet var även att identifiera faktorer som både samexisterar men som också kan föregå utvecklingen av sådana besvär. Han har också undersökt tillförlitligheten i kliniska tester som undersöker rörelsekontroll, och genomfört individuella undersökningar av de som har besvär i nacke och bröstrygg.
– Tidigare studier inom Försvarsmakten har lett fram till förebyggande åtgärder på olika nivåer, både för de som är besvärsfria och de som har besvär från rörelseapparaten. Det har främst fokuserat på besvär i knä och ländrygg. Kunskapen från avhandlingen kan användas för att utveckla och anpassa detta koncept till flygande personal som främst har besvär i nacke och bröstrygg, säger Matthias Tegern.
Matthias Tegern, Institutionen för samhällsmedicin och rehabilitering, matthias.tegern@umu.se
Avhandlingen är genomförd på uppdrag från Försvarsmakten. Underlaget har insamlats i nära samarbete med Karolinska Institutet. Samtliga deltagare fick besvara en enkät om förekomst av fysiska besvär och skador samt olika arbets- och hälsorelaterade frågor. Den flygande personalen fick även genomföra tester av rörelsekontroll, rörlighet, styrka och uthållighet i nacke och bröstrygg.
Flöden och vattenstånd förändras när vattenkraftverk och dammar byggs, vilket förändrar förhållanden och förutsättningar för liv i ett reglerat vattendrag. Vattenkraftverken hindrar också fiskars vandring till och från lekplatser där de fortplantar sig. Regleringen gör att vattenflöden och vattenstånd skiftar snabbt (så kallad korttidsreglering) och orsakar stress och störningar för alla arter i och vid vattendragen.
Miljöanpassning av älvar utan påverkan på kraftproduktion
Ett forskarteam från Umeå universitet har gjort fältstudier i Umeälven och kan presentera 28 scenarier med ekologisk reglering som visar miljönyttor och påverkan på produktion av elektricitet.
– Vi visar att vattenkraftverken i Umeälven kan miljöanpassas med relativt små förluster av elektricitet eller till och med utan produktionspåverkan, säger huvudförfattaren Åsa Widén, som nyligen har doktorerat på Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap vid Umeå universitet.
Forskningsresultaten är viktiga för att kunna bevara biologisk mångfald i reglerade vattendrag. Resultaten är relevanta eftersom Sverige står inför en nationell omprövning av alla vattenkraftstillstånd där större krav på miljöhänsyn ska ställas.
Beräknar nytta och kostnader av miljöåtgärder
Hon förklarar vidare det är ovanligt med resultat av miljöåtgärder där både kostnader och miljönytta kvantifierats. Som exempel skulle ett nolltappningsförbud (krav på ett minsta ständigt flöde genom kraftstationerna) kombinerat med spill på 1–12 procent av det genomsnittliga årliga flödet till torrfåror leda till en förlust på 2,1 procent av den årliga elproduktionen. Om man lägger till fiskvägar skulle förlusten öka till 3,1 procent per år. Resultaten omfattar inte påverkan på balans- och reglerkraft.
Åsa Widen har utfört studien tillsammans med Roland Jansson, Birgitta Malm-Renöfält, Erik Degerman och Dag Wisaeus.
Roland Jansson, Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap, Umeå universitet, roland.jansson@umu.se
Åsa Widén, Institutionen för vilt, fisk och miljö, SLU Umeå, asa.widen@slu.se
Risken är ett komplext problem och patienternas situation ser ofta väldigt olika ut. Ett väl fungerande samarbete mellan alla parter är en nyckelfaktor för att förutsättningarna ska bli så bra som möjligt. Maria Qvistgaar från Linnéuniversitetet har studerat vad man behöver göra för att minimera risken att drabbas av infektioner. Hon har även letat efter riskfaktorer hos patienterna.
Postoperativa sårinfektioner
Infektioner som uppstår i operationssår efter operation kallas för postoperativa sårinfektioner. De är bland de vanligaste vårdrelaterade infektionerna som patienter drabbas av i Sverige. Det är vanligt att man ser tecken på infektion i nära anslutning till operation, men den kan även visa sig i ett senare skede. Infektionerna innebär lidande för individen, men också förlängda vårdtider och ökade kostnader för samhället.
Skydd upp till femton timmar mot bakterier
Avhandlingen består av fyra delstudier som alla bidrar till att öka förståelsen för hur och varför dessa infektioner uppstår. I en av studierna kontrollerade Maria Qvistgaard kontamineringen av uppdukade sterila instrument.
– Tidigare har det funnits en osäkerhet om hur länge instrumenten höll sig sterila och hur länge man vågade ha dem uppdukade, säger Maria Qvistgaard. För att instrumenten ska hålla sig så fria från bakterier som möjligt använder man sig av övertäckningsdukar som ska skydda instrumenten mot kontaminering. Dubbla skyddslager håller instrumenten skyddade upp till femton timmar. Bakterierna lägger sig främst på det översta lagret, men det undre lagret håller sig rent.
Fetma ökar risk för infektion efter operation
I en annan studie har Maria Qvistgaard undersökt data från över 35.000 operationer gjorda mellan 2015-2019 där patienterna fått en ny höftledsprotes. Hon har där kunnat identifierat ett antal riskfaktorer när det gäller risken för reoperation orsakad av protesinfektion.
– Vi kunde i resultatet bland annat se att män drabbas oftare än kvinnor, säger Maria Qvistgaard. Orsaken till detta är inte klarlagd och behöver utredas vidare. Vi kunde också se att individer med ett BMI som översteg 30 har en större risk att drabbas. Resultaten antyder att det finns behov av ökade stödåtgärder för patienter med högt BMI. Den här typen av kartläggning av riskfaktorer kan vara till stor hjälp när sjukvården ska personifiera stöd till den enskilda individen, men också för att hitta nya berättigade forskningsområden.
Sköterskors kompetens viktig skyddsfaktor mot infektion
De återstående två delstudierna består av intervjuer där man har pratat med både operationssjuksköterskor och patienter. Femton operationssjuksköterskor intervjuades kring fenomenet att förebygga postoperativa infektoner under pågående operation. Operationssjuksköterskan kompetens inom vårdhygien är en nyckelfaktor när man vill minimera riskerna för postoperativa infektioner.
– Operationssjuksköterskornas kompetens inom smittskydd, och deras samarbete med de övriga i operationsteamet, är en skyddsfaktor för postoperativa sårinfektioner och deras kompetens behöver finnas vid varje kirurgiskt ingrepp, säger Maria Qvistgaard. Utöver kunskap i smittskydd visade resultatet att ett välfungerande team kan utföra effektiva operationer utan att kompromissa med vårdkvaliteten.
Anpassad hjälp till patienter inför operation
Den sista delstudien är en intervjustudie med patienter som nyligen genomgått höftledsartroplastik, det vill säga fått en ny höftprotes. Bakterier från patientens egen hudflora kan orsaka kontamination under operationens gång, därför är det viktigt att försöka avlägsna dessa hudbakterier så långt det är möjligt. Intervjuerna med patienterna handlade om erfarenhet av preoperativa hudförberedelser i hemmet inför en operation. Proceduren med hudförberedelser i hemmet handlar om dubbeldusch med chlorhexidine-tvål och andra åtgärder som minskar mängden hudbakterier på huden under en begränsad tid.
– Här såg vi att det finns patienter som av olika anledningar har svårt att genomföra proceduren enligt anvisningarna. Därför är det viktigt att identifiera de patienter som inte är lämpliga för egenvård och som behöver hjälp med dessa förebyggande åtgärder.
Avhandlingen visar att risken för att drabbas av postoperativa sårinfektioner beror på ett flertal faktorer. Vissa går att åtgärda med enkla medel medan andra behöver mer forskning. Nyckelfaktorer är att försöka minimera alla kända risker och att individanpassa vården. Operationsteamets kompetens och samarbetsförmåga bör inte underskattas, menar Maria Qvistgaard.
Liv Ravnböl, forskningskommunikatör, Linnéuniversitetet, liv.ravnbol@lnu.se
Den nya sortens stjärnexplosion beskrivs i det senaste numret av tidskriften Nature. Denna slags supernova kallas Typ Icn.
Astronomerna, bland annat forskare från Stockholms universitet, menar att supernovan utgör explosionen av en ovanligt tung stjärna som innan explosionen kastat av sig det mesta av sitt yttre skal. Väte och helium, som annars utgör 99 procent av alla stjärnor, saknas helt i denna avskalade stjärnsmäll.
Söker efter stjärnexplosioner varje natt
Stockholmsforskarna medverkar i ett projekt som heter Zwicky Transient Facility (ZTF) och har sedan flera år tillbaka genomsökt stjärnhimlen varje natt efter nya stjärnexplosioner.
– Att vi hittar många tusentals supernovor betyder också att vi hittar de ovanligare sorterna, förklarar Steve Schulze vid Fysikum, Stockholms universitet, som är en av de deltagande astronomerna. Knepet är oftast att snabbt känna igen och undersöka de mest spännande explosionerna.
Stjärnan kollapsade till svart hål
ZTF-forskarna beskriver den andra Typ Icn supernovan som de funnit, i en kompletterande artikel. Här kunde de observera den mer i detalj, med både rymdteleskopet Hubble och det Nordiska optiska teleskopet (NOT) på La Palma, Kanarieöarna. De senare observationerna tyder på att det mesta av stjärnan kollapsat till ett svart hål.
– Vi tror det rör sig om en stjärnsmäll som syns i våra teleskop under några månader då gasen från explosionen krockar med den materia som stjärnan tidigare kastat ut, säger Jesper Sollerman, professor vid Institutionen för astronomi, Stockholms universitet, som också har deltagit i studierna.
– Därefter kunde vi, trots flera försök, inte längre se supernovan, vilket kan tolkas som om det mesta av innandömet kollapsat till ett svart hål. Kanske är en sådan kollaps vad de flesta av de mest massiva stjärnorna råkar ut för, tillägger han.
Vetenskaplig artikel:
A WC/WO star exploding within an expanding carbon-oxygen-neon nebula, publiceras i Nature. Studien leds av Avishay Gal-Yam från Weizmanninstitutet i Israel och presenterar den första Typ Icn supernovan SN 2019hgp. Medförfattare från Stockholms universitet är Steve Schulze vid Fysikum samt Jesper Sollerman, Erik Kool och Claes Fransson vid Institutionen för astronomi.
Vetenskaplig artikel:
The Type Icn SN 2021csp: Implications for the Origins of the Fastest Supernovae and the Fates of Wolf-Rayet Stars, publiceras i Astrophysical Journal. Studien leds av Daniel Perley vid Liverpool John Moores University i England och inkluderar Jesper Sollerman, Steve Schulze, Erik Kool, Ragnhild Lunnan och Ting-Wan Chen från OKC och Stockholms universitet.
Kontakt:
Jesper Sollerman, professor i astronomi, Institutionen för astronomi, Stockholms universitet, jesper@astro.su.se
För länge sedan var män och kvinnor lika. Åtminstone var deras kromosomer nästan identiska. Men denna jämlikhet förändrades under evolutionärt tryck och könsspecifika kromosomer dök upp. Först samlades ett fåtal hanligt fördelaktiga gener på en ”vanlig” kromosom. För att göra historien kort slutade dessa gener att rekombinera med sina motsvarigheter under produktionen av spermaceller och överfördes endast från fäder till söner genom vad vi kallar proto-Y-kromosomen.
Denna proto-Y-kromosom, nu berövad på rekombination, började degenerera och förlorade det mesta av den information den bar på. Som ett resultat av det har kvinnliga däggdjur, och även flugor, två X-kromosomer, medan deras manliga motsvarigheter har en X-kromosom och en degenererad, informationsfattig Y-kromosom, tillsammans med flera par av icke-könade kromosomer (autosomer).
Hanar och honor bär inte på samma information längre
– Ur ett molekylärt perspektiv gav denna kromosomala ojämlikhet upphov till två stora frågor, säger Marie-Line Faucillion. För det första bär hanar och honor inte på samma mängd information längre. De två kvinnliga X-kromosomerna kan utgöra mall för att skriva ut dubbelt så många mRNA-molekyler jämfört med den enda manliga X-kromosomen.
I mRNA står m för budbärare och mRNA-molekyler är meningsfulla delar av kod som kopieras många gånger från den kromosomala DNA-mallen och innehåller instruktioner för att bygga alla olika proteiner som cellmaskineriet behöver. Detta kallas genuttryck.
– Den andra frågan är att eftersom proteiner som kommer från olika kromosomer kan associeras för att bilda mer komplexa molekylära maskiner, kommer hanarna att ha en brist på sina X-kromosomproteiner jämfört med sina autosomala proteiner och inte kunna sätta ihop de rätta komplexen i rätt mängd. Och det är helt enkelt dödligt för dem, tillägger Marie-Line Faucillion.
X-kopplat mRNA mer långlivat…
Däggdjur är redan kända för att inaktivera en X-kromosom hos honor för att återupprätta balansen mellan hane och hona. Men, när det gäller strategin för att balansera autosomerna med könskromosomerna, har diskuterats om huruvida det sker en fördubbling av mRNA-produktionen eller inte. Genom sitt doktorandarbete visar Marie-Line att livslängden för de mRNA som kommer från X-kromosomen är betydligt längre än de mRNA som kommer från autosomerna hos däggdjur, och att detta är ett sätt att balansera genuttryck.
…men inte hos flugorna
I flugor visade hon dock att så inte var fallet och fortsatte med att föreslå två nya sätt på vilka gener skulle kunna regleras genom att modulera hur lång tid de används i en cell innan de bryts ned.
Flugor är kända för att helt enkelt fördubbla mängden mRNA de producerar från den enda X-kromosomen hos hannar för att lösa båda könskromosomobalanserna på en gång. Detta orkestreras av en molekylär maskin bestående av fem proteiner och två specifika RNA.
– Intressant nog bär dessa RNA inte information för att bygga proteiner och är överflödiga på ett sånt sätt att om en av dem raderas har det inte någon konsekvens, samtidigt som borttagning av båda dödar hanarna,
säger Marie-Line Faucillion.
Hon undersökte de individuella rollerna för dessa RNA och lyfte fram deras skillnader, vilket förklarade varför evolutionen inte förkastade någon av dem, även om bara en av dem är nödvändig för hanlig överlevnad.
Marie-Line Faucillion, forskningsassistent, Institutionen för molekylärbiologi, Umeå universitet, marie-line.faucillion@umu.se
Vår arvsmassa ger kroppens celler instruktioner som avgör varje celltyps högt specialiserade funktion. Informationen skickas ut med hjälp av två olika sorters RNA-molekyler: kodande RNA som omvandlar DNA till proteiner och icke-kodande RNA som inte tillverkar proteiner.
Eftersom icke-kodande RNA-molekyler inte producerar proteiner har man tidigare inte forskat så mycket om just dessa, trots att cirka 97 procent av RNA-molekylerna i vår kropp är icke-kodande. Vissa proteiner, så kallade RNA-bindande proteiner, har dock visat sig ha en avgörande roll bland annat i cancer eftersom de kan påverka flera olika egenskaper hos RNA-molekyler.
Använde CRISPR-teknik
– Med hjälp av vävnadsmaterial som donerats av patienter med levercancer har vi kunnat kartlägga både den kodande och icke-kodande delen av vår arvsmassa för att identifiera vilka RNA-bindande proteiner som har hög närvaro i levercancerceller. Vi fann att många av dessa proteiner interagerade med en typ av långa icke-kodande RNA-molekyler, så kallade lncRNA, säger Claudia Kutter, forskare vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi, Karolinska Institutet, och studiens seniora författare.
Forskargruppen gjorde en mer detaljerad undersökning av en specifik kombination av ett RNA-bindande protein (CCT3) och en lncRNA-molekyl (LINC00326). Genom att använda avancerad CRISPR-teknik kunde de både minska och öka mängden av protein och lncRNA för att se hur detta påverkade cancercellerna. När lncRNA ökade, minskade cancercellernas fettdepåer och tillväxten av cancerceller avtog samtidigt som en stor mängd cancerceller dog. Efter studier i laboratoriemiljö har resultaten också bekräftats in vivo, det vill säga i levande vävnad.
Att geneditera med CRISPR–Cas9 innebär att det på ett väldigt exakt sätt går att hitta gener, och ta bort eller lägga till delar i levande organismers DNA. En del av komplexet – enzymet Cas9 – är själva ”saxen” som klipper DNA och en annan del – RNA – fungerar som ”adresslapp” och gör att klippet sker på rätt ställe.
RNA-baserad behandling i framtiden
Forskarnas upptäckt ger en insikt i interaktionen mellan RNA-bindande proteiner och lncRNA-molekyler, och bidrar till en bättre vetenskaplig förståelse runt deras roll i tumörer.
– Aktiviteterna för CCT3-LINC00326-paret kan redan nu användas i levercancerdiagnos och prognos. Kunskapen om just detta specifika par är bara en början och det finns många fler kombinationer av RNA-bindande proteiner och lncRNA-molekyler som vi vill undersöka vidare. På sikt kan det bidra till nya effektiva behandlingar såsom RNA-baserad behandling som inriktar sig på endast de sjuka cellerna och därmed kan minska biverkningarna, säger studiens försteförfattare Jonas Nørskov Søndergaard, forskare i Kutters forskningsgrupp.
Claudia Kutter, PhD, forskare vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi, Karolinska Institutet, claudia.kutter@ki.se
Fotnot:
Forskningen finansierades av Knut och Alice Wallenberg Stiftelse, Ruth och Richard Julin Stiftelse, SFO-SciLifeLab fellowship, Vetenskapsrådet, Lillian Sagens och Curt Ericssons forskningsstiftelse, Gösta Miltons donationsfond, Chinese Scholarship Council, KI-KID funding, The Swedish National Infrastructure for Computing (SNIC), Nilsson-Ehle-donationerna, Barts and London Charity, Cancer Research UK, AIRC Fellowship for Abroad, Stiftelsen Tornspiran och Svenska Läkaresällskapet.
I sin avhandling har Jiyun Liu vid Linnéuniversitetet undersökt vilka positiva hälsoeffekter bär och baljväxter kan ha hos människor. Bär och baljväxter innehåller höga halter av olika bioaktiva ämnen, exempelvis polyfenoler och kostfiber vilket är några av fördelarna med att äta en mer växtbaserad kost.
Polyfenoler är organiska färgämnen med stark antioxidantverkan, som finns i frukter, bär, grönsaker, kryddor, kakao och som skyddar dem mot bakterier, svamp och andra parasiter.
Resultaten visar att svenska bär och baljväxter är bra källor för organiska ämnen som till exempel polyfenoler och att en kost med hela lingon, bruna bönor och bönfibrer resulterade i lägre grad av åderförfettning, samt att det hade en positiv påverkan på tarmfloran.
Studien är gjord på möss
Syftet med studien var att utveckla analysmetoder för att identifiera de olika bioaktiva ämnen som finns i bär och baljväxter. Jiyun började med att ta fram en metod för att identifiera och fastställa halten av bioaktiva ämnen i bär (lingon, hallon, blåbär, jordgubbar) och i kokta baljväxter (åtta sorter av svenska bönor och ärtor).
Jiyun Liu har använt sig av möss i sin studie. Efter att han identifierat 45 olika bioaktiva ämnen i bär och baljväxterna utfodrades mössen med antingen tillsatser av hela lingon, bruna bönor, kostfibrer från lingon eller polyfenoler ifrån lingonen och de bruna bönorna. Tillsatserna kombinerades med en fettrik kost som tilldelades mössen under 10,5 veckor för att studera dess påverkan på åderförfettning och förändringar i tarmfloran.
Kokning minskar positiva effekter
Resultaten visar att analysmetoden är lämplig för att identifiera och kvantifiera de aktiva ämnena, samt att svenska bär och baljväxter är bra källor för polyfenoler. I kokta baljväxter hittades lägre halter av polyfenol då de lakades ur i vattnet under blötläggningen och kokningen. En kost med hela lingon, bruna bönor och bönfibrer resulterade i lägre grad av åderförfettning med 50 procent, samt att det hade en positiv påverkan på tarmfloran.
– Mina fynd belyser de gynnsamma effekterna av bär och baljväxter i kosten. Det bör uppmuntra till att öka intaget av växtbaserade livsmedel, men det är viktigt att ha i åtanke att resultaten kommer ifrån en studie med djur och att den behöver bekräftas med ytterligare studier på människor, säger Jiyun Liu.
This website uses cookies to improve your experience while you navigate through the website. Out of these cookies, the cookies that are categorized as necessary are stored on your browser as they are essential for the working of basic functionalities of the website. We also use third-party cookies that help us analyze and understand how you use this website. These cookies will be stored in your browser only with your consent. You also have the option to opt-out of these cookies. But opting out of some of these cookies may have an effect on your browsing experience.
