Forskere finder molekylær kontakt som tænder for reparation af leverskader
Leveren er et af de få organer i vores krop som kan regenerere sig selv, men hvordan det foregår, er en biologisk gåde. Ny forskning fra BRIC, Københavns Universitet og Finsen Laboratoriet, Rigshospitalet har identificeret et proteinkompleks, som fungerer som en molekylær knap der tænder et selvfornyelsesprogram i leverens celler. Proteinkomplekset opretholder samtidig levercellernes stofskiftefunktion, mens vævet regenereres. Den nye viden udfordrer tidens fokus på stamceller, og kan pege frem mod forenklede behandlingsmetoder til reparation af vævsskader.
- Vores nye data skubber til den 'stamcellemani', der har hersket i de seneste år. Resultaterne afslører nemlig vigtige molekylære mekanismer, som gør helt almindelige leverceller i stand til at dele sig og reparere en skade på leveren. Det antyder, at man måske med fordel kan anvende normale leverceller til reparation af leverskader, da det kan vise sig at være langt lettere end at anvende stamceller, siger klinikchef og professor Bo Porse, som har ledet forskningen.
Skader på leveren kan aktivere udvalgte gener, som får levercellerne til at dele sig. Illustration Janus Jakobsen
Proteinkompleks tænder for selvfornyelsesgener
Når kroppens specialiserede celletyper, såsom leverceller og hudceller, udvikler sig fra stamceller, mister de samtidig evnen til at dele sig og give ophav til nye celler. At forny vores celler, er således et job for de stamceller, som findes i vores krop. Men der findes undtagelser, og en af de mest markante er leverens specialiserede celletyper som kaldes hepatocytter. De er ansvarlige for leverens stofskiftefunktioner, men kan samtidig skabe nye leverceller. Hvordan det går til er lidt af et mysterium.
- Vores resultater viser, hvordan et proteinkompleks ændrer sig efter skader på leveren, så det fungerer som en 'kontakt', der tænder for hepatocyttenes selvfornyelsesprogram. Proteinkomplekset sørger simpelthen for, at der tændes for udvalgte gener, som gør hepatocytterne i stand til at dele sig, samtidig med, at de opretholder deres stofskiftefunktioner, siger postdoc Janus Schou Jakobsen som har været styret den eksperimentelle del af undersøgelsen.
Levercellernes forbløffende evne til at dele sig nærmest ubegrænset, minder dermed meget om stamcellers evne til 'selvfornyelse' og det udfordrer tidens syn på stamceller og stamcelleterapi.
Aktivering af selvfornyelsesprogrammer i almindelige celler
Forskernes resultater stemmer overens med nye studier af selvfornyelse i den gruppe af hvide blodceller, som kaldes makrofager.
- Vi ser et tydeligt sammenfald i de molekylære mekanismer som styrer selvfornyelse i hepatocytter og makrofager, og det antyder, at der måske findes et generelt selvfornyelsesprogram som specialiserede celler kan benytte sig af. Hvis det er tilfældet, kan det virkelig ændre på opfattelsen af, at det kun er stamceller, som fornyer kroppens væv, siger Janus Schou Jakobsen.
Resultaterne er rent grundvidenskabelige, men hvis det viser sig at man ved at tænde og slukke for særlige gener kan få mange former for specialiserede celletyper til at dele sig, vil det have stor betydning for fremtidens regenerative behandlinger. Det vil sandsynligvis være lettere at få specialiserede celler til at lave en kopi af sig selv, end som nu først at udvinde de særlige stamceller, som derefter skal programmeres nøjagtigt for at danne den celletype, man har brug for.
Selvfornyelse og udvikling af kræft
Forskningen i Bo Porses laboratorium fokuserer både på hvordan vores celler fornyer sig selv, men også på hvordan fejl i de styrende mekanismer af selvfornyelsen kan medføre kræft.
- Der er i øjeblikket stort fokus på det, som kaldes kræft-stamceller. Det er enkelte kræftceller som er svære at slå ihjel og som ved at overtage stamcelleprogrammer er i stand til dele sig ukontrolleret og gendanne en tumor. Det er dog også sandsynligt, at visse kræftceller for at kunne dele sig, så at sige 'kaprer' de selvfornyelsesprogrammer vi har påvist i leverceller. Dermed kan en øget viden om disse selvfornyelsesprogrammer måske lede til en ny forståelse af kræftcellernes biologi og åbne op for nye behandlingsmuligheder, siger Bo Porse.
Det næste skridt for forskerne bliver at dykke dybere ned i den molekylære forståelse af, hvordan der kan tændes og slukkes for selvfornyelsesprogrammer i specialiserede celletyper.
Resultaterne er publiceret som 'advanced online publication' på tidsskriftet Genome Researchs hjemmeside, hvor den trykte artikel også vil være at finde slut marts/start april. Jakobsen et al: Temporal mapping of CEBPA and CEBPB binding during liver regeneration reveals dynamic occupancy and specific regulatory codes for homeostatic and cell cycle gene batteries.
Forskningsprojektet er støttet af Novo Nordisk Fonden og Kræftens Bekæmpelse.
Kontakt
Professor Bo Porse, tlf. 35 45 60 23
Postdoc Janus Schou Jakobsen, tlf. 35 45 60 46