Ny kunskap om muterade immunceller hjälper patienterna

Allvarliga infektioner, hyperinflammation och cancer kan bli följden när mutationer i arvsmassan påverkar immunförsvaret. Yenan Bryceson vid Karolinska Institutet studerar de felaktiga immuncellerna och söker förklaringar i proteiner, gener – och i den stora del av arvsmassan som saknar gener.

Yenan Bryceson

Professor i translationell immunologi

Wallenberg Academy Fellow 2014

Lärosäte:
Karolinska Institutet

Forskningsområde:
Genetiska mutationer i cytotoxiska T-celler och naturliga mördarceller

 

Många sjukdomar påverkas av våra gener, ofta flera stycken i samspel. Men det finns också så kallade monogena tillstånd som beror på en enda gen. Det är framför allt sådana sjukdomar som Wallenberg Academy Fellow Yenan Bryceson studerar. Han forskar på två vanliga immunceller, cytotoxiska T-celler och så kallade naturliga mördarceller. Båda skyddar kroppen genom att döda infekterade celler och onormala celler, som cancerceller. Om de här immuncellerna får allvarliga fel märks det direkt efter födseln, då barnet kan drabbas av så kallad hyperinflammation. Men även hos vuxna kan man ibland hitta tydliga sjukdomseffekter av enskilda gener. Mindre fel som är omärkbara i början av livet kan visa sig senare i form av cancer, infektioner eller till och med neurologiska problem.

– Vi vet inte riktigt än vad de neurologiska symtomen beror på. Kanske är de här celltyperna extra viktiga för att bekämpa virus i just centrala nervsystemet, säger Yenan Bryceson.

”Som Wallenberg Academy Fellow får jag träffa forskare från andra miljöer. Vi utbyter idéer och erfarenheter kring sånt som alla brottas med, som hur man bygger en bra miljö för sina forskarstudenter.”

En ny upptäckt kan betyda år av forskning

Ofta utgår Yenan Brycesons forskargrupp från patientfall, där en eller flera personer i en familj har allvarliga symtom. Man kartlägger hela arvsmassan och försöker hitta avvikelser, och tar prover på blod och vävnad för att studera enskilda cellers aktivitet. Eftersom geners uppgift är att koda för de proteiner som cellen producerar, innebär genetiska fel att något protein tillverkas för lite eller för mycket, eller får fel form. Yenan Bryceson studerar i detalj vilka proteiner immuncellerna tillverkar, hur de interagerar med andra proteiner, vilka processer de är inblandade i och hur en mutation kan förstöra dem.

– Ju mer vi förstår av hur enskilda proteiner påverkar cellen och immunförsvaret, desto mer förstår vi av sjukdomen och vad som kan göras för att behandla patienterna, säger Yenan Bryceson.

Ibland hittar han nya förändringar i redan kända sjukdomsgener, men ibland upptäcker han något helt okänt. Häromåret fann forskargruppen en förändring i en obekant gen, som visade sig både öka känsligheten för virusinfektioner och risken för blodcancer. Sådana upptäckter är de allra mest intressanta, tycker han.

– Då kan prover från en enda familj leda till ett storskaligt forskningsprojekt i flera år.

Söker förklaringar mellan generna

Bland alla de sjukdomar som forskare tror är monogena så har en mutation hittats i mindre än 40 procent av fallen. En majoritet av sjukdomarna saknar alltså fortfarande förklaring, och Yenan Bryceson tror att den kan finnas i de delar av DNA som inte är gener. Generna utgör nämligen bara mellan en och två procent av arvsmassan. Stora delar av DNA:t har ingen känd funktion, men man vet att den innehåller sekvenser som styr vilka gener som är aktiva.

– Nu försöker vi ta fram metoder för att avgöra när gener i immuncellerna inte är aktiva på rätt sätt, och för att identifiera de platser i det icke-proteinkodande genomet som orsakar de effekterna.

Att hitta standardiserade sätt för att leta mutationer i icke-kodande DNA är en stor utmaning i Yenan Brycesons framtida forskning. Hittills har han och hans forskargrupp utvecklat en del gentester som används av andra forskare, och också tester som kan användas i diagnostik av patienter. De hoppas han ska börja användas i vården de närmaste åren.

– Om man ställer en genetisk diagnos redan före födseln, eller direkt i samband med födseln, så kan det gå att sätta in behandling innan svårare komplikationer uppstår, säger Yenan Bryceson.

Behandlingen är dock ingen enkel sak, ofta handlar det om en benmärgstransplantation som får barnet att utveckla ett helt nytt immunförsvar. Men inom en inte alltför avlägsen framtid kan det finnas bättre alternativ. Med nya genredigeringstekniker, exempelvis Nobelprisbelönade gensaxen CRISPR/Cas9, skulle det kunna gå att bygga om arvsmassan i en patients egna stamceller och få dem att producera immunceller utan den skadliga mutationen.

Yenan Brycesons mamma är från USA, hans pappa från Tanzania. Båda är forskare, i marinbiologi och antropologi, så tanken på forskaryrket väcktes tidigt hos Yenan. Han föddes i Östafrika men familjen flyttade till Norge när han var bara sex år gammal och han växte upp där. Att studera i fler länder kändes inte som något stort steg, så han fortsatte till USA och sedan Sverige. Han har alltid varit fascinerad av hur naturen och livet fungerar och när han började läsa kurser i biokemi upptäckte han att också de minsta, molekylära kretsloppen inuti cellen var extremt intressanta.

– Jag är ju grundforskare i botten, men idag känns det som ett stort privilegium att få arbeta så nära vården. Jag får se insikter från min grundforskning bli verkligt viktiga för patienter också. Det är väldigt spännande.

Text Lisa Kirsebom
Bild Magnus Bergström