En genkvartett styr tillväxten i blodstamcellen

En genkvartett styr tillväxten i blodstamcellen

Ett viktigt led i att kunna få blodstamceller att föröka sig utanför kroppen, är att förstå vilka av människans cirka 20 000 gener som kontrollerar deras tillväxt. Nu har en forskargrupp vid Lunds universitet undersökt närmare 15 000 av dessa gener parallellt och lyckats identifiera fyra nyckelgener som tillsammans styr stamcellernas tillväxt och förnyelse. Studien publiceras nu i den ansedda tidskriften Cell Reports.

Varje dag bildas det över 100 miljarder nya mogna blodceller hos en vuxen människa. Den stora produktionen ställer höga krav på blodstamcellerna som både ska kunna mogna ut till specialiserade blodceller och samtidigt förnya sig själva. Vid en benmärgstransplantation (även kallat stamcellstransplantation) är det blodstamcellerna som ansvarar för bildandet av ett nytt blodsystem. För att göra stamcellstransplantation säkrare och tillgängligt för fler patienter med exempelvis leukemi eller ärftliga blodsjukdomar pågår på många ställen i världen forskning om hur man kan expandera – föröka – blodstamceller. Det är dock fortfarande en stor del av de grundläggande mekanismerna som man inte känner till.

– Att klargöra vad som reglerar balansen mellan självförnyelse och utmognad hos blodstamcellerna skulle kunna ge de rätta nycklarna för att föröka dem utanför kroppen. Dessutom skulle det ge möjligheter att identifiera nya angreppspunkter för behandling av blodcancer där just balansen mellan förnyelse och utmognad har blivit rubbad, förklarar Roman Galeev, doktorand vid Institutionen Lunds universitet och försteförfattare i studien.

_fotoAsa Hansdotter
Jonas Larsson och Roman Galeev.
Foto Åsa Hansdotter

Ett viktigt steg på vägen är att kartlägga vilka av människans tusentals gener som inverkar på stamcellernas tillväxtreglering. Genom RNA-interferens, som är en teknik där man selektivt går in och slår ut enskilda gener i stamcellen, har forskargruppen i Lund kunnat hitta de gener som påverkar regleringen av blodstamceller.

– Forskningen är unik eftersom ingen annan har gjort en studie med så många gener parallellt tidigare. Dessutom har vi använt mänskliga blodstamceller, vilket i sig är svårt då man måste samla ihop ett stort material, säger Jonas Larsson, forskare på Institutionen för laboratoriemedicin som har handlett studien.

Av de 15 000 generna som man testade hittade forskargruppen ett 20-tal kandidater som hade en stark förmåga att påverka tillväxtbalansen i blodstamcellerna. Det som var slående var att fyra av dessa 20 gener rent fysiskt hängde ihop genom samverkan i ett proteinkomplex.

– Fyndet visar att det här proteinkomplexet är väldigt centralt och har en övergripande funktion i blodstamcellens tillväxt, säger Jonas Larsson.

Proteinkomplexet som består av de fyra generna samt ytterligare en gen, kallas för Cohesin och bildar en slags klammer som håller ihop olika delar av DNA-strängen i cellen. Forskarna tror att cohesinkomplexet på det sättet styr tillgängligheten av ”på- och av-knapparna” i DNA’t, och kan förändra vilka impulser blodstamcellen får från olika gener och därigenom påverka celldelningen. Antingen så att blodstamcellen förnyas, eller så att den mognar ut och blir en specialiserad cell med andra uppgifter.

Oberoende av Lundaforskarnas upptäckt har man på annat håll inom blodcancerforskning, nyligen funnit mutationer i exakt samma fyra gener hos patienter med olika former av blodcancer:

– Det är otroligt spännande! Tillsammans med resultaten från vår studie tyder detta på att cohesingenerna har en direkt och avgörande betydelse för utvecklingen av blodcancer. Våra fynd innebär en ny förståelse för hur blodstamcellernas tillväxt styrs. Det kan på sikt skapa nya sätt att påverka processen antingen för att förhindra cancerutveckling eller för att expandera stamceller för transplantation, avslutar Roman Galeev.

Vetenskaplig publicering
Genome-wide RNAi Screen Identifies Cohesin Genes as Modifiers of Renewal and Differentiation in Human HSCs

För mer information om studien:
Roman Galeev, doktorand på Stamcellscentrum, Institutionen för laboratoriemedicin, Lunds universitet, Tel: 073-624 02 68, Roman.galeev@med.lu.se
Jonas Larsson, forskare Institutionen för laboratoriemedicin, Lunds universitet, Tel: 070-572 79 09, Jonas.lasson@med.lu.se