I dag blir det allt vanligare att sjukvården kartlägger en patients hela arvsmassa för att ställa rätt diagnos. Bland de patientgrupper som ges möjligheten i Sverige finns barn som drabbats av cancer. Kartläggningen ligger sedan till grund för en säkrare diagnos med en mer individanpassad vård och behandling. Området kallas för precisionsmedicin.

Under de senaste tio åren har läkemedelsbolag intresserat sig alltmer för länken mellan vår genetik och olika sjukdomar. Förklaringen är enkel: läkemedel baserade på genetisk kunskap är mer effektiva.

Men ännu vet vi inte exakt vad det är i vår arvsmassa som styr utvecklingen av olika genetiska sjukdomar. Eller för den delen vad som gör oss alla så olika.
– Nu är vi åtta miljarder människor på planeten och alla är unika. Vad är det i vår genetik som avgör vår mänskliga mångfald? Det är en riktigt spännande fråga, säger Tuuli Lappalainen. 

Varför är vi så olika?

Ursprunget till både vår mångfald och till genetiska sjukdomar är för komplex för att kunna spåras till bara en eller flera individuella gener. Under de senaste 15 åren har Tuuli Lappalainen därför forskat kring de molekylära och cellulära processer som länkar arvsmassan med våra olika egenskaper.
– Vi arbetar inte med en specifik sjukdom eller gen, utan försöker förstå de övergripande mönstren som förklarar varför vi människor är så olika, säger hon.

Tidigare forskning har genom storskaliga studier identifierat flera platser i vår arvsmassa som är kopplade till sjukdom. Men de flesta av dem finns i de så kallade icke-kodande delarna av genomet. Det är delar som inte bär information om våra proteiner. Tidigare kallades dessa områden för "skräp-DNA" eftersom deras funktion inte var känd.
– Vi förstår fortfarande inte exakt hur den genetiska variationen i dessa områden bidrar till sjukdomar. Först behöver vi förstå funktionen innan vi kan utveckla nya behandlingar. 

Flera olika metoder

Tuuli Lappalainens forskargrupp kombinerar experimentella metoder med avancerade beräkningsmodeller för att öka förståelsen kring genomets funktion och hur de påverkar utvecklingen av celler och vävnader. 
Forskarna hämtar sina verktyg från områden som populationsgenetik, molekylärbiologi och bioinformatik. Men samtidigt behöver de utveckla nya sätt att använda dem tillsammans för att bättre förstå uppbyggnaden av den genetiska arkitekturen. Dessutom krävs en vägledande metodik som visar vilka verktyg som är rätt att använda vid olika tillfällen.
– Det är lite som att bygga ett hus. Du måste veta när du ska använda hammaren och när du behöver sågen, säger hon.
Förhoppningen är att forskningen ska visa hur olika sjukdomar uppstår på molekylnivå. Med en övergripande förståelse av länken mellan olika genetiska samband och molekylära mekanismer hoppas man kunna hitta nya behandlingar till många fler genetiska sjukdomar än i dag. Ett resultat kan bli att identifiera molekylära mål som kan användas i framtidens precisionsmedicin.
En nyckel i arbetet är tillgången till stora mängder genetiska data.
 – Delningen av data är helt avgörande för att vi ska lyckas. Det är tack vare genetisk information från hundratusentals människor som vi har lyckats förbättra diagnosmetoderna vid genetiska sjukdomar.

Dubbla forskningsmiljöer

Sedan drygt tio år tillbaka driver Tuuli Lappalainen ett forskningslabb vid New York Genome Center i USA. För tre år sedan kompletterades det med ytterligare ett labb vid KTH beläget i det nationella forskningscentrumet SciLifeLab i Stockholm.
– Men jag tänker på dem som ett enda gemensamt labb där det arbetar två olika team. Vi försöker maximera nyttan av de olika fördelarna som ges till forskning i USA och i Sverige. Vid SciLifeLab finns dessutom en unik kombination av olika teknologier som jag inte sett någon annanstans i världen.

Samtidigt är det viktigt att omge tekniken med rätt kompetens, betonar hon.
– För att lyckas med din forskning behöver du tre saker: fantastiska människor i labbet, en god infrastruktur och till sist pengar. Vi har turen att ha lyckats inom alla tre områden.

Forskningskulturen mellan USA och Sverige är olika, menar hon. I USA är tempot högre men så är även stressnivån och kraven. I Sverige finns en mer balanserad arbetsmiljö med mer plats för privatlivet. I Sveriges finns detaljerade medicinska register med patientdata som har en stor forskningspotential.

– Sverige har många mycket värdefulla och välanvända forskningskohorter, men de är för små för att vi ska lyckas nå så långt som vi vill komma. För att driva precisionsmedicinen framåt behöver vi bygga upp mycket större datamängder.
Därför är hon engagerad i initiativet Precision Omics Initiative Sweden, Promise, som ska skapa nya molekylära data och sammanföra forskningsdata från flera register.
Tuuli Lappalainen drivs inte bara av att lyckas med sina vetenskapliga mål men även av att hjälpa yngre forskare växa och utvecklas.
– Det tycker jag är lika viktigt som att göra nya upptäckter – om inte ännu viktigare. 

Text Magnus Trogen Pahlén
Foto Magnus Bergström