Forskningsinriktningar

Biobanker

En biobank utgör en resurs för akademisk samt hälso- och sjukvårdsrelaterad forskning. I en biobank förvaras biologiskt material som exempelvis fixerade vävnadsprover eller nedfrysta blodprover, som samlats in för ett visst ändamål från patienter eller annan provgivare i hälso- och sjukvården.

Biobanken ger möjlighet att undersöka biologiska eller genetiska markörer i stora material, för att finna eventuella samband med olika sjukdomstillstånd.

Vid Karolinska Institutet finns bland annat KI Biobank, en facilitet med automatiserad teknologi som är designad för att säkra provkvalitet och säkerhet under lång tid och för att distribuera humanbiologiskt material och data för akademisk forskning. Provsamlingar finns också vid Karolinska Institutets olika kliniska och prekliniska institutioner.

Data ska göras tillgängligt

Etiska frågor och sunda vetenskapliga principer är centrala i alla biobankens aktiviteter. Ett centralt koncept är att biologiskt material och data skall göras tillgängligt för andra på samarbetsbasis, och på så sätt bidra till framstående vetenskaplig kvalitet inom molekylär och genetisk forskning i Sverige.

Biobanksinformatik

Biobanksinformatik handlar också om att definiera, strukturera och standardisera de stora informationsmängder som hänger samman med de insamlade proverna.

Biokemi, farmakologi och metabolism

Cancerforskning inom biokemi, farmakologi och metabolism ligger nära cellbiologin. Man studerar exempelvis cellens enzymsystem för reglering av tillväxt och proteinuttryck på biokemisk nivå. Nya cancerläkemedel syftar ofta till att blockera tillväxtfaktorer.

Den exakta tredimensionella strukturen på biologiskt viktiga proteiner bestäms med röntgenkristallografi, och möjliggör vidare biokemiska analyser.

Forskning om giftiga ämnens inverkan på kroppen och kroppens naturliga försvarsmekanismer bidrar till utvecklingen av nya läkemedel.

Effekten av potentiella läkemedel studeras också, som tumörcellers svar på hormonella ämnen och annan läkemedelsbehandling.

Cellbiologi

Cellbiologin inom cancerforskning berör de grundläggande mekanismerna bakom tumörers uppkomst och tillväxt, och även värdorganismens svar på tumörutveckling.

Den omfattar genetiska faktorer och deras respektive proteinprodukter, som onkogener, gener som reglerar cellcykeln eller signaltransduktion, tillväxtfaktorer, apoptos och celldöd samt suppressorgener.

Genetiska skillnader

Man studerar också genetiska bakgrunder till skillnader i individuell eller familjär "mottaglighet" för cancer med molekylär epidemiologi, samspelet mellan normala och maligna celler, cell adhesion, angiogenes, metastasutveckling, faktorer som kan få tumörer att gå tillbaka samt samband mellan infektioner och tumörutveckling.

Forskning görs också om hur nya rön från experimentell cellbiologisk forskning ska omsättas i exempelvis gen- och immunterapi eller förebyggande åtgärder.

Diagnostik och patologi

Att ställa diagnos och bestämma det aktuella sjukdomstillståndet är grunden för att kunna ge rätt behandling.

Inom cancerforskning görs många studier för att utveckla förfinade metoder att särskilja olika varianter av till exempel mer eller mindre aggressiv tumörsjukdom. Man utvecklar även tekniker för att på ett bättre sätt kunna följa effekten av en viss behandling.

Patologi - sjukdomslära

Inom patologin studeras vävnad, celler, molekyler och gener. Biopsier - vävnadsprov - tas ofta från misstänkta tumörer och undersöks i mikroskop. Cytologisk (cell-) analys kan göras på material från finnålsbiopsi eller annat cellprov. Tumörceller eller förstadier till sådana kan då upptäckas. Molekylära och genetiska analyser utvecklas snabbt.

Miljö och toxikologi

I vår omkringliggande miljö finns många främmande ämnen, vissa av dem potentiellt giftiga och/eller cancerframkallande.

Giftiga ämnen finns i vår inandningsluft och föda men uppstår också helt naturligt i kroppen hela tiden. Därför har människan, och de flesta andra levande varelser, utvecklat en rad sofistikerade avgiftningssystem som skyddar kroppen mot reaktiva kemikalier.

Den biokemiska toxikologin studerar hur livsprocesserna påverkas av, och hur organismer skyddar sig mot, gifter och främmande ämnen i ett vidare perspektiv. Forskningen omfattar bland annat studier av cancertumörers uppkomst och tillväxt.

Epidemiologi och biostatistik

Epidemiologi är läran om sjukdomars förekomst i befolkningen. Stora framsteg har gjorts vad gäller kunskapen om faktorer som påverkar sjukdomsförekomst och sjukdomsrisk.

Orsaksfaktorer i miljö och levnadsvanor har framgångsrikt studerats och i takt med den snabba molekylärbiologiska utvecklingen studeras allt fler genetiska faktorer i relation till sjukdomsförekomst. Epidemiologisk metodik används också med stor framgång inom klinisk forskning för att studera behandlingsresultat, prognos och biverkningar.

I Sverige har den epidemiologiska forskningen fördelen av att kunna utnyttja det svenska folkbokföringssystemet och register som födelse-, döds- och cancerregistret. Vid Karolinska Institutet finns dessutom biobanker och det svenska tvillingregistret. Epidemiologiska studier gör ofta som så kallade kohortstudier eller fall-kontrollstudier. Studierna kan vara bakåtblickande, retrospektiva, eller följa en viss population under en viss tidsperiod.

Biostatistik

Den moderna epidemiologin ger upphov till stora mängder data som behöver bearbetas statistiskt. Inom den biostatistiska forskningen utarbetas metoder för design, analys och tolkning av data från storskaliga studier.

Epigenetik

Cancer har länge betraktats som enbart en genetisk sjukdom, som uppstår genom mutationer i en eller flera viktiga gener. Ny kunskap har förändrat denna förenklade bild. Varje mänsklig cell innehåller cirka två meter DNA som måste packas ihop för att rymmas i cellens kärna.

DNA-strängen tvinnar sig runt histonproteiner och packas ihop till en tät struktur som kallas kromatin. Idag vet man att enzymatiska modifieringar av histonproteiner i form av acetylering, fosforylering och metylering spelar en avgörande roll för genreglering genom att antingen öppna eller stänga kromatinstrukturen.

Tolkningen av arvsmassan sker alltså inte enbart genom den genetiska koden i DNA, utan dessutom av en epigenetisk kod. Förändringar i denna uppträder alltid tidigt i cancerutveckling, vilket har fått oss att tro att de är viktiga för både uppkomsten och tillväxten av cancer. Cancer kan därför vara både en genetisk och en epigenetisk sjukdom.

Mekanismer för uppkomsten av cancer

Forskning görs kring frågor om epigenetiska mekanismer för uppkomsten av cancer. Man söker exempelvis vägar att slå ut cancerceller med hjälp av läkemedel som påverkar epigenomet.

Det har visats att sådana läkemedel kan förändra epigenomet på ett sätt som gör att cellerna blir mindre elakartade. Dessa principer utnyttjas också för genterapi och epigenetiska "verktyg" testas tillsammans med traditionell kemoterapi i kliniska studier för att uppnå synergistiska verkningsmekanismer. Ett nära samarbete med kliniker gör att nya framtida resultat snabbt kan komma patienter tillgodo.

Genetik, genomik och bioinformatik

Inom cancerforskningen görs många studier av gener och geners uttryck.

Genetik

Genetik är den vetenskap som studerar hur egenskaper nedärvs, hur arvsmassan (genomet) är uppbyggt och fungerar, hur förändringar i arvsanlagen (generna) uppstår och vilka konsekvenser det får.

Genetisk cancerforskning syftar bland annat till att identifiera gener som predisponerar för cancersjukdomar, det vill säga ger en ökad risk för sjukdom. I de allra flesta fall är det en kombination av genetiska anlag och faktorer i miljö och livsstil som ger en ökad sjukdomsrisk.

Genetisk kunskap används till att utforma allmänna råd och att i vissa fall utforma preventionsprogram till identifierade riskgrupper. Genetisk kunskap används även till att särskilja patienter med mer eller mindre aggressiva cancerformer, som prognosinstrument och för utformning av mer individuell cancerbehandling.

Genomik

Genomik är läran om genomet och hur generna uttrycks och regleras. Genomik används idag inom cancerforskningen bland annat i studier kring skillnader i förekomst och prognos av olika cancerformer och orsakerna till dessa.

Bioinformatik

Bioinformatik är en vetenskap som syftar till att analysera den stora mängd data som produceras inom modern biologisk forskning, i synnerhet data som är protein- eller genrelaterade. Bioinformatik omfattar både metodutveckling och analyser med tolkningar. Om problemen är medicinskt relaterade blir det medicinsk bioinformatik.

Proteomik och strukturbiologi

Proteomik

Proteomik är läran om vilka proteiner som uttrycks i kroppens celler.

Proteomik kan bland annat användas vid diagnostik av cancer. Genom att analysera proteinerna i ett vävnadsprov kan man skilja en frisk patient från en cancersjuk eller skilja en mer aggressiv och behandlingskrävande cancer från en mindre aggressiv form.

Strukturbiologi

Strukturbiologi rör studier av konstruktion och form hos biologiska makromolekyler, som proteiner och nukleära syror. Det finns ett starkt samband mellan struktur och funktion hos dessa och kunskapen om proteinets tredimensionella uppbyggnad kan exempelvis ge förklaringar till dess enzymatiska aktivitet och eventuella samverkande faktorer. Bland tekniker som används finns röntgenkristallografi och kärnresonansspektroskopi (NMR).

Vårdvetenskap och palliativ vård

Vård och omvårdnad

Inom vårdvetenskap studeras både uppkomst och förutsättningar för såväl sjukdom som hälsa, samt konsekvenserna av sjukdom ur biologiska, psykosociala, samhälleliga, kulturella och ekonomiska perspektiv. Vårdvetenskap ställer också patientens och den anhöriges/familjens reaktioner och upplevelser av vård och behandling i fokus.

Omvårdnadsforskning inom cancer omfattar fysiska och psykosociala aspekter av att insjukna i och leva med cancer både ur ett patient- och ett närståendeperspektiv.

En forskningsinriktning studerar cancerpatienters upplevelse av symtom. Man inriktar sig då både mot att minska själva symtomen och att minska den ångest de för med sig. Näringsproblematik studeras och smak- och luktförändringar i samband med cellgiftsbehandling.

Omvårdnadsforskning kan också handla om hur föräldrar till cancersjuka barn eller andra nära anhöriga upplever en närståendes cancersjukdom och hur de kan stödjas på bästa sätt.

Palliativ vård - vård i livets slutskede

Lindrande vård i livets slutskede berör inte bara cancerpatienter utan alla patienter med obotlig, symtomgivande, progressiv sjukdom där den förväntade överlevnaden är kort. Målet för den palliativa medicinen är varken att förlänga eller att förkorta livet. I stället ska aktiva åtgärder skapa förutsättningar för livskvalitet. En god vård kan skapa livskvalitet trots att patienten kanske bara överlever några månader till.

Vården riktar sig till patienterna, men stödjer också de anhöriga. För att kunna tillgodose patientens och familjens olika behov, behövs både vetenskaplig och klinisk kompetens inom fyra olika dimensioner:

  • Den fysiska (smärta, illamående, orkeslöshet etc)
  • Den psykiska (kris, ångest, nedstämdhet)
  • Den sociala (relationer, familjen, boendet när man är sjuk, olika förluster)
  • Den existentiella/andliga dimensionen (mening med livet, mening med lidande, existentiell ensamhet, skuld, dödsångest, livssyn, religion)
Cancer och onkologiHematologi