Cancerforskning i frontlinjen vid MAX IV

bild på Karin Lindkvist utanför BioMAX-strålröret på MAX IV
Karin Lindkvist utanför BioMAX-strålröret på MAX IV. Foto: Agata Garpenlind

Forskare tror att socker och övervikt kan göra cancerceller svårare att ta död på. I sin jakt på nya och bättre metoder för att göra cancerceller känsligare för behandling skådar Karin Lindkvist och hennes forskargrupp vid Lunds universitet in i molekylernas värld, med hjälp av MAX IV:s röntgenstrålar. Forskarna tror att om man begränsar cellens tillgång på socker blir cancercellerna känsligare för behandling. Sockret som göder cancercellen kan vara en nyckel i kampen mot cancern.

I sin jakt på nya och bättre metoder för att göra cancerceller känsligare för behandling skådar Karin Lindkvist och hennes forskargrupp vid Lunds universitet in i molekylernas värld, med hjälp av MAX IV:s röntgenstrålar. Forskarna tror att om man begränsar cellens tillgång på socker blir cancercellerna känsligare för behandling. Sockret som göder cancercellen kan vara en nyckel i kampen mot cancern.

I laboratoriet på MAX IV. Karin Lindkvist kontrollerar enheten där kristallen placeras under experimentet. Foto: Agata Garpenlind
I laboratoriet på MAX IV. Karin Lindkvist kontrollerar enheten där kristallen placeras under experimentet. Foto: Agata Garpenlind
I laboratoriet på MAX IV. Karin Lindkvist kontrollerar enheten där kristallen placeras under experimentet. Foto: Agata Garpenlind

Även om vi kommit långt i kampen mot cancer, längre för vissa cancersjukdomar än andra, finns det mycket kvar att göra. Många av de läkemedel som används i kampen mot cancer än idag utvecklades på 1980-talet. Det är angeläget att utveckla nya läkemedel och behandlingsmetoder för att ännu fler ska överleva och biverkningar av tuffa behandlingar minska. Det är ingen lätt uppgift, men många forskare runt om i världen antar utmaningen. Så också Karin Lindkvist och hennes team i Lund.

– Vi kombinerar strukturbiologi med cellbiologi för att hitta nya molekylära mekanismer och lägga grunden för utveckling av nya läkemedel mot cancer, säger Karin Lindkvist, professor i cellbiologi vid Lunds universitet.

Akut myeloisk leukemi (AML) är en av de vanligaste formerna av leukemi hos vuxna och den näst vanligaste bland barn där AML utgör cirka tio procent. Även om vi på senare år fått nya och bättre läkemedel och behandling med benmärgstransplantation är femårsöverlevnaden 20 procent för vuxna och 65 procent för barn, berättar Karin Lindkvist. Det återstår alltså mycket att göra.

Allt fler studier tyder på att fetma är en riskfaktor för cancer. Vi vet fortfarande väldigt lite om detaljerna i samspelet mellan fettvävnad och AML, men fetma ökar risken för läkemedelsrelaterade komplikationer och det finns indikationer på att leukemiceller i fettvävnad är mer resistenta mot behandling.

– Sedan tidigare vet vi att leukemiska stamcellerna drar nytta av fettvävnadens mikromiljö för sin ämnesomsättning, det vill säga att de får sin energi från fettcellerna, vilket hjälper dem stå emot cytostatikan. Nu har vi preliminära forskningsdata som tyder på att vi kan göra cancercellerna mer känsliga för behandling med cytostatika genom att blockera cellernas glukosupptag.

Genom att rikta in sig på glukosupptaget, alltså sockerupptaget, vill Karin Lindkvist och hennes forskargrupp skapa nya möjligheter för att utveckla riktade läkemedel mot cancer. För detta måste forskarna kunna studera molekyler och atomer i detalj och då räcker inte traditionell mikroskopi till, utan här krävs andra tekniker som exempelvis röntgenkristallografi som Karin Lindkvist arbetar med.

bild av Kristaller av glukostransportörer. Foto: Karin Lindkvist
Kristaller av glukostransportörer. Foto: Karin Lindkvist
Kristaller av glukostransportörer. Foto: Karin Lindkvist

Den här typen av teknik och forskning kräver stora mängder humant protein. Ett hinder är dock tillgången på just humant protein. Genom att i labbet duplicera genen som kodar för det specifika proteinet, i detta fallet glukostransportör, kan forskarna få fram tillräckligt med protein för sina studier. Därefter packas proteiner som en kristall för att kunna studera detaljerna proteinets struktur och hur cancerläkemedlet binder till proteinet.

I sin forskning använder gruppen strålningsanläggningen vid MAX IV-laboratoriet.

– Ett vanligt mikroskop är inte tillräckligt kraftfullt för att titta närmare på den här typen av proteiner. I stället utsätter vi proteinerna för röntgenstrålar. Ljuset sprids och sedan samlar vi reflektionerna och beräknar utifrån det hur proteinet såg ut i kristallen.

Karin Lindkvist och Thomas Ursby, forskare på MAX IV-laboratoriet tittar på kristallen medan den utsätts för röntgenstrålar.
Karin Lindkvist och Thomas Ursby, forskare på MAX IV-laboratoriet tittar på kristallen medan den utsätts för röntgenstrålar. Foto: Agata Garpenlind
Karin Lindkvist och Thomas Ursby, forskare på MAX IV-laboratoriet tittar på kristallen medan den utsätts för röntgenstrålar. Foto: Agata Garpenlind

Snart ska en ny strålnings-infrastruktur som heter MicroMAX byggas på MAX IV. Detta tillskott kommer att underlätta insamlingen av forskningsdata för Karin Lindkvist genom att kristallerna som undersöks då kommer att kunna vara mycket mindre.

 

Om Karin Lindkvist

fakta om Karin Lindkvist
Karin Lindkvist
Karin Lindkvist. Foto: Agata Garpenlind

Karin Lindkvist, professor i medicinsk strukturell biologi, har arbetat vid institutionen för experimentell medicinsk vetenskap vid Lunds universitet sedan 2010
Ålder: 45
Bor: I ett hus i Torna Hällestad, utanför Lund, med man och två barn

Utbildning: Disputerad i molekylär biofysik
Hur kommer det sig att du började forska vid Lunds universitet? Jag tror att jag alltid velat ta reda på hur saker fungerar. Jag gjorde min grundutbildning och min forskarutbildning här. Efter det lämnade jag Lund, men eftersom det beslutades att MAXIV skulle byggas i Lund, bestämde jag mig för att flytta tillbaka
På fritiden: Tillbringa tid med min familj

Ditt arbete har potential att påverka människors liv. Hur känns det?
– Jag tror att det är avgörande för mitt arbete. Det är verkligen min drivkraft.

Är det möjligt att förutspå när cancerpatienter kommer kunna dra nytta av din forskning?
– Nej. Vår forskning är fortfarande i ett mycket tidigt skede.

Och nu den stora frågan: Kommer cancer någonsin att utrotas?
– Nej, eftersom cancer är baksidan av utveckling och evolution. För evolution måste du ha mutationer och då finns det alltid risk för att saker går fel. Det är den andra sidan av myntet.

MAX IV-laboratoriet

MAX IV är en så kallad synkrotronljusanläggning. Synkrotronljus är mycket intensivt ljus som levereras i ett brett spektrum av våglängder. Ljuset skapas genom att elektroner accelereras till mycket höga hastigheter och deras bana böjs med hjälp av starka magneter i en så kallad lagringsring. Ljusets leds av från lagringsringen ut i strålrör till olika experimentstationer. MAX IV har i dag 14 strålrör med experimentstationer under uppbyggnad, men det finns kapacitet för 28 stycken. Tekniken i MAX IV gör det möjligt att få intensiv strålning med en relativt liten energimängd. Lagringsringen kan fyllas på kontinuerligt med elektroner, så att inga experiment behöver avbrytas under påfyllningen. MAX IV är unik i att den skapar ett mycket högt flöde av fotoner, vilket ger en mycket fin och fokuserad ljusstråle. Fotonintensiteten hos synkrotronljus mäts i briljans. MAX IV är den mest briljanta ljuskällan i världen.
Vetenskapsrådet, Lunds universitet, Vinnova, Region Skåne, Knut och Alice Wallenbergs stiftelse samt ytterligare 11 svenska universitet bidrar till anläggningen.

Vid laboratoriet kan man undersöka molekylära strukturer och ytor mer detaljrikt än vad man tidigare har kunnat göra. Forskare inom t.ex biologi, fysik, kemi, miljö, geologi, teknik och medicin har användning av tekniken. Tekniken ger möjlighet till nya upptäckter och produkter inom exempelvis material, medicin och miljö.
Källa: MAX IV

Länk till MAX IV

Intresserad av forskning och samhälle?
Prenumerera på Apropå!
I nyhetsbrevet Apropå varvas senaste nytt från Lunds universitet med kommentarer till aktuella samhällshändelser från några av våra 4800 forskare.