Protein i stamceller sikrer bæredygtig blodproduktion
Hver eneste time producerer vores krop millioner af nye blodceller. Blodcellerne vedligeholder hver eneste af kroppens øvrige celler, ved døgnet rundt at forsyne dem med ilt og beskytte dem mod infektioner. For at udføre denne kæmpe opgave, skal der hele tiden dannes frisk blod. En gruppe forskere ved Finsenlaboratoriet, Rigshospitalet og BRIC, Københavns Universitet har nu opdaget, hvordan et enkelt protein i vores blodceller er altafgørende for, at kroppen kan opretholde den enorme blodproduktion livet igennem. Opdagelsen kan også gøre forskerne klogere på, hvordan man kan behandle sygdomme i vores knoglemarv og blod.
Kilden til fornyelse af blodet
Vores blod dannes i knoglemarven af såkaldte blodstamceller. Stamcellerne er kendetegnet ved både at kunne skabe andre stamceller - en proces kaldet selvfornyelse og ved at kunne udvikle nye blodceller – en proces kaldet differentiering. For at produktionen af blodet kan opretholdes, må der hele tiden være tilstrækkeligt med stamceller i knoglemarven. Forskningsgruppen som er ledet af professor Bo Porse, har opdaget, hvordan et særligt protein kaldet ERG er afgørende for at sikre den korrekte balance mellem selvfornyelse og differentiering i vores knoglemarv.
-Ved at fjerne ERG i en biologisk model, kunne vi konstatere, at, blodstamcellerne i knoglemarven mistede deres evne til at danne nye stamceller og skruede op for differentieringen til blodceller. Dermed ophørte blodproduktionen meget hurtigt, fordi der ikke var stamceller til at fortsætte produktionen, siger postdoc Matilda Rehn, som har stået i spidsen for forsøgene.
Forskernes forsøg viste, at proteinet virker ved at skrue op for gener som forhindrer stamcellernes differentiering, samt for gener som øger deres selvfornyelse. At opretholde et korrekt niveau af ERG er altså vigtigt, fordi det hjælper både med at kontrollere selvfornyelse og differentiering i vores knoglemarv.
Når balancen forstyrres – sygdomme i blod og knoglemarv
Når balancen mellem selvfornyelse og differentiering i blodproduktionen forstyrres, kan der opstå forskellige sygdomme. For eksempel kan en defekt i cellernes evne til at differentiere lede til mangel på blodceller i knoglemarvssygdomme, mens forhøjet selvfornyelse kan lede til leukæmi.
-Vi tror at antallet af stamceller stiger når ERG er overaktivt, på grund af ERGs anti-diffentierings effekt. Da mutationer i stamceller er de mutationer som er farlige og sygdomsfremkaldende, giver for høj ERG-aktivitet og øget antal af stamceller, en forhøjet risiko for at udvikle leukæmi, udtaler Bo Porse.
Man ved allerede, at ERG proteinet ofte er overaktivt i visse former for cancer, som for eksempel leukæmi. Forskerne undersøgte derfor om man kan beskytte mod leukæmi ved helt at fjerne ERG. Deres undersøgelser viste, at leukæmi udvikler sig langsommere uden ERG, men ikke helt forhindres i at opstå. Det viser altså, at ERG spiller en rolle for ubalancen i blodproduktionen som man ser ved leukæmi, men at der også skal andre ændringer til for at blodcellerne udvikler sig til kræftceller.
Forskning er støttet af Kræftens Bekæmpelse, Lundbeck Fonden og Novo Nordisk Fonden og resultaterne er netop offentliggjort i tidsskriftet Genes & Development.
Kontakt
Postdoc Matilda Rehn
Telefon: +45 35456046
Email: matilda.rehn@bric.ku.dk
Professor Bo Porse
Mobil: +45 20436922
Email: bo.porse@finsenlab.dk
Kommunikationsmedarbejder Anne Rahbek-Damm
Mobil: 21 28 85 41
Email: anne.rahbek@bric.ku.dk
Porse-gruppen er en del af Finsenlaboratoriet (Rigshospitalet) og er ligeledes affilieret med Biotech Research & Innovation Centre (BRIC), samt Dansk Stamcelle Center (DanStem), begge ved Københavns Universitet
Den genetiske informationsvej
Den information der ligger i vores gener følger samme vej, når den skal omsættes til handling i cellerne. Hvert gen bærer instruktionen til et protein, og det er hovedsagligt proteinerne der udfører de vigtige opgaver i cellerne. Generne kopieres til enstrengede mRNA-molekyler (transskription), som derefter oversættes til proteiner (translation), der udfører noget i cellen. Transkriptionsfaktorer er særlige molekyler der sætter sig på DNA’et og regulerer aflæsningen/transskriptionen af udvalgte gener.
Original artikel
Knudsen KJ, Rehn M, Hasemann MS, Rapin N, Bagger FO, Ohlsson E, Willer A, Frank AK, Søndergaard E, Jendholm J, Thorén L, Lee J, Rak J, Theilgaard-Mönch K, Porse BT. ERG promotes the maintenance of hematopoietic stem cells by restricting their differentiation. Genes Dev. 2015 Sep 15;29(18):1915-29. doi: 10.1101/gad.268409.115.