Ny forskning visar hur cancerceller sprids

Cancercellers förmåga att bilda metastaser, dottertumörer, orsakar mer än 90 procent av all dödlighet i cancer. En central process i metastaseringen är själva förflyttningen av cancerceller ut i kroppen. Detta är beroende av cancercellernas förmåga att migrera, ta sig igenom omkringliggande vävnad.

Staffan Strömblad, professor i klinisk molekylär biologi, har bland annat inriktat sin forskning på att kartlägga de mekanismer på cellulär och molekylär nivå som är involverade i denna process. 

En central del av forskningen gäller kontakten mellan cancerceller och den närmast liggande vävnaden, matrix, som omger alla celler. När cellerna fäster till matrix bildas i själva fästpunkterna så kallade adhesionskomplex som förbinder matrix på cellens utsida med cellens inre skelett. Dessa adhesionskomplex kan ha olika storlek och form. De byggs framför allt upp av en typ av molekyler som finns i cellmembranet och som kallas integriner. De utgör en viktig del i den kommunikation som sker från omgivningen in i cellen och tvärtom - inifrån och ut. Staffan Strömblad och hans kolleger har intresserat sig för mekanismerna för denna kommunikation. De har identifierat en del av de signalsystem som ger integriner en viktig roll då dessa styr processer som celldelning och cellöverlevnad. Adhesionskomplexen spelar också en central roll under cellernas förflyttning, migration.

- Vi vill försöka förstå vad som får cancerceller att migrera. Med ökad kunskap kan vi förhoppningsvis identifiera nya måltavlor för behandling.

För att kunna göra detta har han tillsammans med sin forskargrupp utvecklat en ny unik metodologi baserad på kvantitativ mikroskopi, så kallad systemmikroskopi. Under de närmaste fem åren kommer han att vara huvudkoordinator för ett så kallat Network of Excellence inom EU (för närvarande under förhandling) med inriktning på systemmikroskopi. 15 forskargrupper från åtta länder ingår i nätverket.

Systembiologi allt viktigare

Med hjälp av systemmikroskopi kartlägger Staffan Strömblad och hans forskargrupp dynamiska förlopp i cellerna ända ner på molekylär nivå.

- Med vår nya metodik kan vi kvantifiera cellens rörelser och utseende över tid liksom dynamiken hos adhesionskomplexen och dess proteiner medan cellerna förflyttar sig. Metoden gör att vi matematiskt kan integrera information om vad som händer över tiden på cellernas olika organisationsnivåer och på så sätt få fram en total bild av cellernas nätverk som styr deras förflyttning. För att kunna göra detta krävs, förutom avancerad mikroskopi av cellerna, även matematisk modellering och avancerade statistiska metoder och i dessa delar samarbetar vid bland annat med Stockholms Universitet, säger Staffan Strömblad.

För att undersöka hur celler förflyttar sig görs alltså en systembiologisk analys med hjälp av kvantitativ mikroskopi. I studierna används etablerade cancercellinjer. Analyser görs på olika nivåer, från cellulär till molekylär nivå och genom att kombinera dessa för att skapa en integrerad bild. Genom att ändra på förhållandena, till exempel slå ut alla gener, en gen i taget, på ett systematiskt sätt, studeras vad som då sker i cellen, berättar Staffan Strömblad.

Med hjälp av många olika parametrar går det då också att upptäcka tidigare okända samband mellan generna och att hitta nya signalvägar.

Proteinet PAK4

Staffan Strömblad har framför allt studerat bröstcancerceller och celler från malignt melanom. Ett protein av speciellt intresse är kinaset PAK4.

- PAK4 är överuttryckt i olika cancerformer och verkar spela en viktig roll vid både celldelning, överlevnad och migration av cancerceller. Bland annat studerar vi vilken betydelse PAK4 har för bröstcancercellers förflyttning. Vi testar även i djurmodeller vad som händer när PAK4 antingen är överuttryckt eller utslaget.

Staffan Strömblad har nyligen också inlett ett samarbete med biotechföretaget Actar AB, som finns inom KI-sfären, med målet att ta fram substanser som hämmar aktiviteten hos PAK4.

Text: Ann-Marie Dock, publicerad i "Från Cell till Samhälle" 2010

Om forskningsämnet

Klinisk molekylärbiologi innefattar molekylära studier av kliniska förlopp. Staffan Strömblads forskning är främst inriktad på cancer och cancercellernas kontakt med den omgivande vävnaden. Bland annat studeras cellernas migration, det vill säga hur de förflyttar sig, en central process då cancertumörer sprids i vävnaden och bildar metastaser. För detta ändamål utvecklar Staffan Strömblad en ny metodologi, systemmikroskopi, som gör det möjligt att matematiskt kartlägga dynamiska förlopp i cellerna ända ner på molekylär nivå.

Cancer och onkologiCell- och molekylärbiologiProfessor