Slem – något som många främst förknippar med sniglar, förkylning och dreglande bebisar. Men slemmet spelar faktiskt en livsavgörande roll för oss. Vid Göteborgs universitet har det forskats om slem i närmare 30 år och nu finansierar Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse ett nytt projekt där slemmolekyler ska närstuderas. Målet är nya behandlingar för lungsjukdomar.
Projektanslag 2017
Molecular structure of mucin domains and role of their interactions
Huvudsökande:
Gunnar C. Hansson, professor i medicinsk och fysiologisk kemi
Medsökande:
Göteborgs universitet
Malin E. V. Johansson
Göran Karlsson
Gergely Katona
KTH
Hans Hebert
Lärosäte:
Göteborgs universitet
Beviljat anslag:
29 miljoner kronor under fem år
Slemmet i våra kroppar produceras av slemhinnorna, främst i tarmarna och lungorna. Tarmarnas slemhinna har en yta stor som en fotbollsplan, lungorna som en tennisplan.
– För bara några år sedan trodde man fortfarande att slemmet på slemhinnorna var som en enkel matta. Vår forskning har visat att det tvärtom är ett mycket dynamiskt system. Ibland är det mer genomträngligt, ibland mindre, förklarar Gunnar Hansson, professor i medicinsk och fysiologisk kemi.
Han har forskat på slem i närmare 30 år. Nu leder han ett projekt med forskare från Göteborgs universitet och KTH och i centrum står själva slemmolekylerna, så kallade muciner. Det är stora molekyler med komplicerade strukturer: trådar, bollar och nät. Genom att ändra form och interagera med varandra bygger de upp ett skydd för slemhinnan så att den inte skadas av syran i mag-tarmkanalen, av skräp eller bakterier. I vårt tarmsystem lever miljarder bakterier som vi har stor nytta av men som inte ska komma i direktkontakt med tarmen. Om de gör det kan tarmen bli inflammerad.
Tarmens slem påverkas av kosten – genom bakterierna
Slemmet förnyas hela tiden av särskilda slemproducerande celler, som också kan fungera som ”vapen”. Om en bakterie råkar tränga igenom barriären kan de skjuta iväg en slemklump som puttar bort den. Men slemmet är inte bara ett skydd – i tarmen fungerar det också som mat för de bakterier som bor där. De äter dock inte bara slem, utan också den mat som vi själva äter. På så vis verkar vi påverka slemmet med vår kost.
I studier på möss har Gunnar Hanssons kollegor visat att typisk västerländsk mat med mycket fett och lite fibrer gör slemmet i tarmen mer genomträngligt. Risken ökar alltså för att bakterier ska tränga igenom och orsaka inflammation. Om mössen får ett tillskott av fibrer blir slemmet mer motståndskraftigt på bara några dagar. Forskarna i Göteborg tror att förklaringen är att vissa bakterier signalerar till cellerna att göra kraftigare slem, och att det är just den sortens bakterier som gynnas av fibrer.
Närstudie av slemmet i mindre bitar
I det nya projektet ska forskarna gå till botten med hur slemmets molekyler ser ut och hur de fogar ihop sig på slemhinnan. Bland annat tar de gener från de slemproducerande cellerna och använder dem för att tillverka olika proteiner som utgör pusselbitar i slemmolekylerna. På det här viset får forskarna de komplexa molekylerna levererade i bitar som de kan studera en i taget, som ett steg mot att förstå helheten. Det har också hänt att forskarna blivit ännu mer handfasta, och använt elektronmikroskopbilder av slemmolekylerna för att skriva ut dem i en 3D-printer.
– Då såg vi att vissa passade ihop i perfekta par. Vi tänkte att ”så där måste det vara”. Och när vi sedan undersökte saken närmare visade det sig stämma, säger Gunnar Hansson.
Förståelse av slem kan ge nya mediciner mot lungsjukdomar
Men det är inte bara tarmarnas slem som studeras i projektet, utan även lungornas. I dem är det inte tunt slem som ställer till problem. Istället är det tjockt och segt slem som präglar flera svåra sjukdomar som cystisk fibros, KOL och kronisk bronkit.
I elektronmikroskop har forskarna sett att lungornas slemhinna släpper ut slemmolekyler i trådliknande buntar som vecklar ut sig till långa strängar. Strängarna drivs fram över ytan av cilier, små hår på cellernas yta, och rensar med sig skräp på vägen. Samtidigt som slemtrådarna rörs av cilierna hålls de på plats av andra slemmolekyler så att de inte lossnar eller lägger sig i fel riktning. Men hos lungsjuka personer ligger slemtrådarna stilla. Än så länge vet forskarna inte varför.
– Om vi förstår hur helheten fungerar och hur molekylerna binder till varandra så skulle vi kanske kunna finna något sätt att störa kopplingen och lösgöra slemtrådarna, säger Gunnar Hansson.
Det skulle vara ett helt nytt sätt att angripa sjukdomarna, och ge en möjlighet att utveckla nya läkemedel.
– Det har inte tagits fram några nya mediciner alls för luftvägarna på 30 år, konstaterar Gunnar Hansson.
Att göra det omvända, påverka slemmet så att det håller samman mer, skulle också kunna vara möjligt, men svårare. Den dag man lyckas med det öppnas dörren mot nya behandlingar för inflammatoriska tarmsjukdomar. Men det blir en senare fråga.
Text Lisa Kirsebom
Bild Magnus Bergström
