Malin Lagerström forskare vid Uppsala universitet har tilldelats ett personligt nyinstiftat pris om 50 000 kronor i hennes egenskap av särskilt framstående ung forskare och gruppledare inom medicin. Malin har på kort tid byggt upp en forskargrupp som studerar funktionen hos de nätverk av nervceller som registrerar och reglerar smärta och andra känsleintryck. Forskningen, som är nydanande, har stor potential att leda till bättre behandling av kronisk smärta.
Smärta får oss att reagera snabbt och undvika det som kan skada oss. En adekvat reaktion kan göra skillnaden mellan en farlig eller ofarlig situation. Malins projekt fokuserar på de nätverk av nervceller som registrerar och reglerar smärta och andra känselintryck. Vår förmåga att tolka vår omgivning och reagera på ett lämpligt sätt regleras av komplexa system i kroppen där nervceller tar emot information, bearbetar den och skickar ut ett svar.
Malin med kollegor har tidigare hittat de nervceller som leder varm, mekanisk och inflammatorisk smärta från huden till ryggmärgens nervceller. De arbetar nu vidare med att studera de nätverk i ryggmärgen som förmedlar och reglerar känselsignaler för att identifiera vilken roll dessa celler har i normala och sjuka tillstånd. Malin använder möss där vissa gener eller nervceller är borttagna eller där vissa celler kan aktiveras eller hämmas via ljus och varpå djurens beteende kan följas. De vill även se hur dessa nervceller samspelar med andra nervceller i kroppen.
Malins mål är att öka kunskapen om detta nätverk så att det i slutändan kan utvecklas bättre läkemedel mot kronisk smärta och kronisk klåda, tillstånd där detta nätverk inte är i balans. Kronisk smärta är ett stort problem i dagens samhälle med nästan 20% av Sveriges befolkning drabbad.
Lars Jakobsson forskar vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik på Karolinska Institutet om samspelet mellan kärlväggens olika celler och dess betydelse för blodkärlens funktion. Blodkärlen har en central betydelse för många sjukdomar såsom cancer, stroke, reumatism och diabetisk retinopati (ögonsjukdom till följd av diabetes). Inte bara därför att kärlbildningen i sig möjliggör vävnadstillväxt utan också för att blodkärlens genomsläpplighet (permeabilitet och selektiva transport) påverkar sjukdomsutvecklingen. Vilka molekyler och celler som tillåts passera från blodet, genom kärlens väggar, till vävnaden regleras av såväl endotelcellerna (som omsluter det strömmande blodet), samt deras tätt associerade stödjeceller (pericyterna). Då pericyterna tappar kontakten med endotelcellerna ökar permeabiliteten. Detta är fallet i diabetisk retinopati och i många typer av tumörer. Dessutom har flera studier visat att balansen mellan antalet endotelceller och pericyter påverkar tumörers tillväxthastighet och spridning (metastasering). Hur pericyterna påverkar endotelcellerna i detalj och hur detta i sin tur påverkar barriärfunktionen är oklart.
I tidigare studier har Lars sett att endotelceller kan förflytta sig även i relativt stabila kärl. Dessa rörelser kan potentiellt förändra stabiliteten och genomsläppligheten. Vi studerar därför hur endotelcellers utseende och rörelsemönster påverkas av kommunikationen och kontakten med pericyter och vice versa. Genom att på genetisk väg ”märka” pericyter respektive endotelceller kan vi med avancerad mikroskopi filma deras samspel under nybildning av blodkärl. Vi kan också tillsätta särskilda molekyler som verkar specifikt på de respektive cellerna och på så vis förstå vilka signaler som påverkar deras samspel. Vidare slår vi ut gener i de olika celltyperna och får på så vis kunskap om deras funktion. När vi vet hur cellerna påverkar varandras beteende kan vi rikta behandlingen mot den relevanta celltypen, vid rätt tillfälle, för att på så sätt reglera kärlens genomsläpplighet och funktionalitet. På längre sikt hoppas vi att den nya informationen kan detta leda till effektivare behandling av exempelvis cancer, reumatism, stroke och diabetisk retinopati.
Niklas Björkström forskar vid Centert för infektionsmedicin, Institutionen för medicin på Karolinska Universitetssjukhuseti Hudinge. Niklas forskning handlar om naturliga mördarceller, sk. NK celler, som tillhör vårt naturliga ”medfödda” immunsystem. NK celler kan eliminera tumörceller och utgör en viktig komponent utav vårt immunförsvar. Levercancer är den tredje vanligaste cancerformen med dödlig utgång på ett globalt plan. Varför levercancer uppstår är fortfarande till stora delar oklar. Dock vet man att underliggande sjukdomar, såsom primär skleroserande kolangit, kraftigt ökar risken för att en patient ska utveckla levercancer. Däremot är det fortfarande inte känt varför vissa patienter med dessa underliggande sjukdomar får cancer medan andra klarar sig.
I aktuellt projekt kommer Niklas att använda den senaste och modernaste tillgängliga teknologin och metoder för att i detalj studera ett antal frågor av central vikt rörande NK celler i patienter med levercancer. Mer specifikt vill vi studera varför enbart vissa patienter med primär skleroserade kolangit utvecklar levercancer och undersöka ifall detta har att göra med hur NK cellerna i dessa patienter fungerar. Vi vill också undersöka hur effektiva NK cellerna är på att specifikt känna igen och döda levertumörceller. Bättre kunskap om NK celler vid sjukdomstillstånd som ovan kan bidra till bättre förståelse för sjukdomsmekanismer, leda till bättre förutsättningar för att förutsäga sjukdomsförlopp och/eller effekter av behandling. Ny kunskap kan också ligga till grund för nya behandlingsstrategier som kan påverka NK celler, direkt eller indirekt.
Marie Carlén forskar vid institutionen för neurovetenskap på Karolinska Institutet. Marie disputerade 2005 på stamceller och hur nya nervceller bildas i den vuxna hjärnan. 2007-2009 arbetade Marie som post-doc på The Picower Institute for Learning and Memory på MIT i USA där hon använde den nya tekniken optogenetik för att studera hur hjärnvågor, oscillationer, uppstår. Maries initiala optogenetiska studier visar hur gamma-oscillationer uppstår i hjärnan och vilka nervceller som är involverade. Vidare har Marie visat hur förändringar i specifika nervceller kan leda till förändrade hjärnvågor och beteenden som är typiska hos patienter med schizofreni. Marie innehar en forskarassistenttjänst från Vetenskapsrådet och driver sedan 2010 sin egen forskargrupp vid Karolinska Institutet.
Schizofreni är en allvarlig psykisk sjukdom som drabbar 1 av 100 människor på vår jord. Då man inte ännu inte vet vad som biologiskt ligger till grund för schizofreni och sjukdomens symptom, har inga effektiva läkemedel utvecklats trots intensiv forskning de senaste 50 åren. På senare år har det konstaterats att avvikelser i vissa hjärnvågor och problem med kommunikation och spridning av aktivitet mellan olika delar av hjärnan är typiskt för schizofreni.
Vi använder den nya tekniken optogenetik för att styra hjärnans aktivitet och som ett redskap för att förstår hur onormal hjärnaktivitet leder till förändrade tankemönster och avvikande beteenden typiska vid psykisk sjukdom. Med olika genetiska strategier får vi nervceller i hjärnan att uttrycka opsiner, ljuskänsliga jonkanaler, som gör att nervcellernas aktivitet kan styras med ljus. Olika opsiner styrs av olika våglängder och kan antingen initiera eller blockera nervcellernas aktivitet. Ljuset når nervcellerna via en väldigt tunn optisk fiber som placeras i eller på ytan av hjärnan, och ljuspulsernas styrka och frekvens styrs av en dator. Med hjälp av optogenetik kan vi synkronisera aktivitet i grupper av nervceller i hjärnan och på så sätt skapa normala, eller onormala, hjärnvågor och studera vilka effekter det får på aktivitet i andra delar i hjärnan och hur det påverkar djurens beteende. Individer med schizofreni har grundläggande problem med inlärning och minne och vi undersöker därför hur olika hjärnvågor påverkar hur djuren lär sig och minns olika uppgifter de fått att lösa. Vårt mål är att för första gången kunna visa hur en schizofren hjärna fungerar, en förståelse som kommer att göra det möjligt att utveckla nya och effektiva läkemedel för denna sjukdom.
Anders Rosengren arbetar som forskare vid Lunds Universitet och läkare vid Skånes Universitetssjukhus. Han disputerade 2007 inom cellulär fysiologi med fokus på mekanismer för insulinfrisättning. Efter disputation har han kombinerat cellfysiologi med genetik, vilket resulterade i kartläggningen av den första exakta sjukdomsmekanismen för typ 2-diabetes. Under postdoktoral vistelse vid Sage Bionetworks i Seattle studerade han hur så kallade nätverksmetoder kan användas för att bättre förstå komplexa sjukdomar. Sedan 2011 driver han en forskargrupp vid Lunds Universitet och har en forskarassistenttjänst från Vetenskapsrådet.
Forskargruppen kombinerar nätverksanalyser av stora genetiska material med detaljerade studier på cellnivå för att bättre koppla samman genetik och funktion. Ett stort antal gener bidrar till typ 2-diabetes, men de bakomliggande sjukdomsmekanismerna är till stora delar okända, vilket är ett stort hinder vid utvecklandet av nya läkemedel. Som ett komplement till att studera endast en gen åt gången, vilket är det vanligaste idag, undersöker vi hur samverkan inom större nätverk av gener bidrar till sjukdom. Vi använder information om genetik och genuttryck från langerhanska öar, lever och fettväv. I dessa vävnader har vi funnit ett antal gennätverk som är associerade med typ 2-diabetes. Detta kombineras med information om hur hundratals olika substanser påverkar uttrycket av gener. Med matematiska metoder matchas sedan genprofilen från olika läkemedel med de gennätverk som är rubbade vid typ 2-diabetes för att finna substanser som påverkar så stor del av sjukdomsnätverket som möjligt. Effekten av intressanta substanser på blodsockerkontrollen prövas sedan i djurstudier. För substanser som visar positiv effekt görs detaljerade undersökningar av verkningsmekanismen på cellnivå. Syftet är att hitta nya användningsområden för redan kända läkemedelssubstanser, som ett alternativ till klassisk läkemedelsutveckling. En fördel är att vägen till klinisk tillämpning kan kortas betydligt. Användningen av nätverksbiologi är ett nytt sätt att försöka finna läkemedel för olika folksjukdomar som vi hoppas ska kunna effektivisera behandlingssforskningen.
Liv Eidsmo arbetar som forskare vid Karolinska Institutet kombinerat med sin specialistutbildning vid Hudklinken, Karolinska Universitetssjukhuset. Efter läkarexamen och forskarstudier vid Karolinska Institutet disputerade Liv 2006 på mekanismer för sårutveckling vid leishmaniasis. 2007-2009 inriktades studierna på herpesinfektion och hur detta påverkar dendritiska celler och T-celler i huden under en postdok vid University of Melbourne i Australien. 2010 startade Liv Eidsmo en självständig forskargrupp i Molekylär Dermatologi vid CMM, Karolinska Institutet som klinisk forskarassistent, finansierad av vetenskapsrådet, för att studera hudens T-celler vid psoriasis.
Ungefär 3% av Sveriges befolkning drabbas av psoriasis, en folksjukdom som leder till kronisk hudinflammation med rodnade, fjällande utslag. Sjukdomsmekanismerna som leder till psoriasis är ej klarlagda men såväl arvsanlag som miljöfaktorer påverkar uppkomst och utveckling av sjukdomen Det finns idag ingen botande behandling och sjukdomen varierar i intensitet där den inflammerade huden läker i perioder och ser helt frisk ut. Sjukdomen återkommer dock oftast inom samma fläckar på huden och det verkar som om det finns ett lokalt minne av sjukdomen, ett immunologiskt ärr som kan leda till ny inflammation vid signaler som idag ej är kända men som verkar förknippade med exempelvis virala infektioner. I den inflammerade huden uppstår ett destruktivt samspel mellan immunsystemets celler och hudens egna celler vilket leder till ökad hudtillväxt och inflöde av immunceller till huden.
Vi studerar hur immunsystemets celler och framförallt hur T-celler kan bidra till att skapa ett immunologiskt minne i huden vid psoriasis. Vi undersöker hud från friska personer och psoriasispatienter under olika faser av sjukdomen och jämför hur de T-celler som finns i olika delar av huden beter sig under olika sjukdomsfaser. Den huvudsakliga frågeställningen är om T-celler stannar kvar i överhuden, epidermis, under lång tid efter att inflammationsaktiviteten minskat och om dessa celler aktiveras tidigt vid återkomst av sjukdomen. Vi tror att dessa celler kan fungera som det immunologiska ärr som synes föreligga i hud som tidigare varit angripen av psoriasis. För att studera bakomliggande mekanismer i detalj kommer vi även att transplantera mänsklig hud till möss med nedsatt immunförsvarför att i detalj kunna studera olika skeden i den inflammatoriska processen vid psoriasis. Vi använder oss framförallt av laserbaserad flödescytometri och avancerad mikroskopi när vi analyserar vårt forskningsmaterial.
Målet är att förstå mekanismer bakom samspelet mellan T celler och hudceller vid psoriasis. Detta är ett första steg för att kunna identifiera nya potentiella molekyler som kan användas vid utveckling av nya läkemedel för att bryta den inflammatoriska cirkeln vid psoriasis.
Hong Sjölinder forskar vid Stockholms Universitet och är en av stiftelsens anslagsmottagare 2009. Hong disputerade år 2003 i molekylärbiologi vid Heidelberg Universitet (ZMBH). Efter disputationen påbörjade hon postdoktorträning med fokus på immunologisk signaltransduktion och bakteriell infektion, särskilt patogena bakterier som t.ex. Neisseria meningitidis (meningokocker). År 2009 startade Hong sin egen forskargrupp vid Institutionen för genetik, mikrobiologi och toxikologi, vid Stockholms Universitetet.
En stor del av befolkningen bär på meningokocker i svalget utan att bli sjuka. Av okänd anledning kan dock vissa individer (vanligtvis barn under 4 år) drabbas av allvarlig meningokocksjukdom med blodförgiftning och/eller akut hjärnhinneinflammation som följd. Vad som utgör skillnaden mellan smittbärare och de som blir allvarligt sjuka, vet man inte idag. Vi studerar vilka molekyler hos bakterien som är avgörande under olika delar av sjukdomsförloppet och som medför att bakterierna undkommer immunförsvaret. Vidare undersöker vi hur det endokrina systemet påverkas och kontrollerar livshotande infektioner eftersom vi upptäckt att bakterierna samlas i sköldkörteln och kan påverka endokrinhormonproduktionen under infektionen.
Meningokocker delas in i olika serogrupper vilka baseras på bakteriekapselns olika antigen. Idag finns vaccin tillgängligt mot serogrupperna A, C, Y och W-135, men än finns det dock inget vaccin mot serogrupp B som är den vanligaste orsaken till meningokock-relaterade sjukdomar i Europa och USA. Vi studerar funktionen av meningokockytprotein som är bevarade i många olika serogrupper. I ett annat projekt fortsätter vi att testa om detta protein kan fungera som vaccinkandidat mot meningokockinfektion.
Den aktuella studien syftar till att öka våra kunskaper om bakteriens infektionsförlopp och kroppens immunförsvar. Detta i sin tur kan leda till nya behandlingsstrategier.
Maria Alvarado-Kristensson forskar vid Lunds Universitet och är anslagsmottagare 2009. Som doktorand studerade Maria de molekylära mekanismer som reglerar livslängden hos humana neutrofiler under en inflammatorisk process. Efter disputationen 2004 åkte hon till Universidad Autónoma i Madrid för att studera tumörbiologi. Sedan 2007 leder Maria en självständig forskargrupp vid Center för molekylär patologi vid Inst för Laboratoriemedicin i Malmö.
Celldelningen hos en frisk individ sker under kontrollerade former. Om denna rubbas kan det leda till celler med avvikande innehåll av arvsmassa. Dessa defekta celler mångfaldigas tills kroppen inte längre har någon kontroll. Vid varje delning förändras arvsmassan ytterligare och cellerna blir då genetiskt instabila och till slut bildas tumörer. Instabiliteten försvårar cancerbekämpningen där en tumör efter hand kan bli resistent mot behandling.
Marias grupp studerar proteiner som reglerar celldelning och vars funktion är förändrad under cancerutveckling. Hittills har Maria beskrivit funktionen hos en grupp proteiner som benämns SADB och som är verksamma under celldelning. SADB-familjen reglerar fundamentet, kallat centrosom, till ett nätverk av proteiner som under celldelningen delar upp arvsmassan mellan moder- och dottercell. På så sätt är SADB-familjen en viktig grupp av proteiner som tillser att genetisk stabilitet råder under celldelning. SADB kan vara en ny onkogen och Marias forskargrupp försöker just nu lära känna i vilken fas av cancerutvecklingen som en eventuell förändring av SADB-funktionen har skett. Gruppen vill kunna beskriva brister i kontrollmekanismerna orsakade av en dysfunktion hos onkogenen SADB, vilket kan leda till tumörbildning. Om dess förändrade funktionsmönster inträffar tidigt under cancerutvecklingen, före utvecklandet av en tumör, kan SADB utnyttjas som en tidig markör för förebyggande av cancer. Alternativt, om SADB:s funktionsmönster endast är avvikande i vissa specifika cancerformer, kan detta vara till hjälp för bestämmande av lämplig behandlingsform.
Karin Loré forskar vid Karolinska Institutet och är en av anslagsmottagarna 2006. Som doktorand studerade Karin dendritiska cellers roll under patogenesen av HIV infektion. Efter sin disputation 2001 åkte hon till Vaccine Research Center, NIH i Bethesda, MD i USA för fortsatta studier av HIV och dendritiska celler men nu med ett fokus på vaccin utveckling. År 2006 startade Karin sin egen forskargrupp vid Centrum för Infektionsmedicin, Institutionen för Medicin, på Karolinska Institutet.
Trots enorma insatser finns ännu inget skyddande HIV vaccin. För att ett HIV-vaccin skall kunna generera ett skyddande HIV immunförsvar måste bl a soldaterna i immunförsvaret (T-cellerna) aktiveras på bästa sätt. Dessa T-celler kan inte själva starta ett immunförsvar utan måste få instruktioner av de så kallade dendritiska cellerna när och vilket främmande ämne som ska elimineras från kroppen. Dendritiska celler fungerar alltså som dirigenter och är essentiella för att starta ett immunförsvar mot infektioner som t ex HIV. Vi studerar dessa dendritiska celler i vår forskning och försöker kartlägga olika ämnen som optimalt kan binda och aktivera dendritiska celler. Sådana ämnen skulle kunna utgöra komponenter i ett vaccin.
Dendritiska celler finns i så låga mängder i kroppen och är därför svåra att rena fram och studera i laboratoriet. Vi har nu utvecklat metoder med vilka vi kan rena fram relativt höga mängder av olika typer av dendritiska celler direkt från blod och från hud. Detta gör att vi kan använda relevanta system för att studera dessa celler och lättare förutse vilka effekter de olika ämnena vi studerar skulle ha om de användes som vaccin komponenter.
Vi hoppas att vår forskning kommer bidra med viktig information hur ett vaccin mot HIV ska designas för att optimalt kunna aktivera essentiella processer och celler för att skapa ett starkt immunförsvar mot HIV.
Aleksandra Trifunovic forskar vid Karolinska Institutet och är en av stiftelsens anslagsmottagare för 2006. Aleksandra disputerade år 2000 i molekylärbiologi och biokemi vid Belgrad Universitet. Efter disputationen påbörjade hon en postdoktorperiod på Karolinska Institutet i Professor Nils-Göran Larssons grupp. Sedan 2005 leder Aleksandra en självständig forskargrupp på Avdelningen för Metabola Sjukdomar vid Institutionen för Laboratoriemedicin.
Att åldras är en naturlig process som vi trots stora vetenskapliga framsteg vet förhållandevis lite om. Det har sedan länge föreslagits att mitokondrierna är viktiga för själva åldrandeprocessen. Mitokondrierna är ett nätverk av små enheter som sitter i våra celler. De kallas populärt för cellens kraftverk, eftersom det är där matens olika beståndsdelar och syret vi andas omvandlas till en energiform som cellen kan använda. Denna process kallas cellandning och utförs av ett komplicerat system av äggviteämnen, den så kallade andningskedjan. Mitokondrien har även sin egen arvsmassa, mitokondrie-DNA (mtDNA), som är avgörande för dess funktion. Åldrandet definieras vanligen som en kontinuerlig förlust av olika funktioner samtidigt som dödligheten ökar med stigande ålder. Uppkomsten av förändringar (mutationer) i mtDNA har föreslagits vara av central betydelse för denna process.
Hos samtliga åldrade människor så hittar man celler med en kraftigt nedsatt mitokondriefunktion i hjärta, muskel, nervsystem och endokrina organ. Vi har kunnat visa att genetiskt förändrade möss med en kraftigt ökad förekomst av mutationer i mtDNA får en mängd symptom på ett för tidigt åldrande, såsom benskörhet, blodbrist, håravfall, hjärtförstoring, nedsatt fruktsamhet, nedsatt hörsel etc. Symptomen förvärras gradvis och de för tidigt åldrade djuren lever endast till tio månaders ålder, medan en normal mus lever i två till tre år. Dessa resultat publicerades i tidskriften Nature i maj 2004, och rönte då stor internationell uppmärksamhet. Vi fortsätter att i detalj undersöka med vilka mekanismer mtDNA-mutationer leder till accelererat åldrande. Bland annat har vi kunnat visa att så kallade ”fria syreradikaler” förvånande nog inte spelar en avgörande roll för åldrandet i vår musmodell.
Om vi kan visa hur mtDNA-mutationer påverkar åldrandeprocessen, kan större forskningsresurser tilldelas studierna av dessa samband, och även framtagandet av behandlingar. Detta i sin tur kan leda till att åtminstone vissa tillstånd vid mänskligt åldrande kan fördröjas eller förhindras.
Per Uhlen forskar vid Karolinska Institutet och är en av anslagsmottagarna 2004. Som doktorand vid Institutionen för Kvinnors och Barns Hälsa (KBH) studerade Per cellens kalcium reglersystem och dess roll för olika relevanta fysiologiska fenomen. Efter sin disputation 2002 åkte han till Yale University i New Haven, CT, för att ytterligare studera kalcium signalering. Efter återvändandet till Sverige fortsatte Per sin forskning vid KBH. År 2006 startade Uhlen sin egen forskargrupp vid MBB (Institutionen för Medicinsk Biokemi och Biofysik) på Karolinska Institutet.
Kalcium är en allomfattande signalsubstans som kontrollerar ett stort antal cellulära processer, t.ex. aktivering av gener, muskelkontraktion och celldelning. När cellen påverkas av ett yttre specifikt stimuli aktiveras mekanismer inuti cellen som i sin tur öppnar jontransportörer som ökar koncentrationen av kalciumjoner inuti cellen. Då ett sofistikerat samspel uppstår mellan flera olika transportörer kan detta resultera i att koncentrationen av kalciumjoner i cellen börjar oscillera. Information kan då uttryckas i frekvensen och/eller amplituden av dessa oscillationer. Genom olika frekvenser/amplituder kan samma signalsubstans följaktligen användas för att aktivera flera olika specifika cellulära processer. Cellen har således utvecklat molekylära mekanismer som avkodar dessa kalciumsignaler.
I ett projekt forskar vi på hur kalcium oscillationer styr utvecklingen av nervceller i hjärnan. När hjärnan utvecklas migrerar nervceller från dess ”födelse position” till dess slutgiltiga destination. Denna process är mycket viktig för koppling mellan enskilda nervceller och regioner i hjärnan, samt för hjärnans normala funktion. Det är sedan tidigare känt att kalciumkoncentrationen inuti nervceller spelar en viktig roll för migrationsprocessen. Intressant är att nervcellernas koncentration av kalciumjoner oscillerar spontant. Vår hypotes är att kalcium oscillationer och dess frekvens/amplitud styr en normal utveckling av hjärnan.
Detta projekt kan leda till ökad förståelse inom många neurologiska sjukdomstillstånd så som epilepsi, schizofreni och autism, samt ge värdefull information som stimulerar nytänkande inom behandlingsmetoder.
Ola Hermanson forskar vid Karolinska Institutet och är en av anslagsmottagarna 2002. Som doktorand studerade Ola organisation och funktion av hjärnstrukturer relevanta för bl.a. stress och smärta. Efter disputation åkte han till UC San Diego för studier av genetiska modeller för stress, molekylär utvecklingsbiologi och stamceller. Sedan sommaren 2002 är Ola verksam vid CMB (Institutionen för Cell och Molekylärbiologi) på Karolinska Institutet.
Runt 25-30% av alla människor lider någon gång under livet av stress och ångest-relaterade symtom. Det finns ett starkt samband mellan sjukdom och förändrad aktivitet hos nervceller som reglerar stresstålighet. Många stress-reglerande nervceller är lokaliserade i hjärnstrukturen hypotalamus som styr bl.a. hormonproduktion och sympatisk aktivitet. Utvecklingen av hypotalamus och stresståligheten kan påverkas av både genetiska faktorer och faktorer i omgivningen, vilket visats bl.a. genom att många genetiska djurmodeller liksom avkomma till genetiskt ”normala” mammor som stressats under graviditeten visar förändrad stresstålighet.
Vi studerar utvecklingen av hjärnstrukturer som aktiveras av och reglerar stress, f.f.a. hypotalamus. Vår infallsvinkel är att försöka förstå så mycket som möjligt om de grundläggande cell och molekylärbiologiska mekanismerna för dessa nervcellers utveckling, för att på så sätt hitta nya vägar för att diagnostisera och behandla stress-relaterade sjukdomar.
Vi använder bl.a. transgena djur och neurala stamceller för att undersöka enzymatiska och epigenetiska mekanismer som styr tillväxt och mognad av ”stresskänsliga” nervceller. En grupp av proteiner som vi ägnar stort intresse är s.k. co-repressorer som reglerar transkription. Dessa proteiner har visats vara viktiga för de val som en omogen nervcell ställs inför – om den ska fortsätta dela sig eller utmogna till en färdig nervcell, och sedan vidare vilken typ av vuxen nervcell som den slutligen ska bli. Genom att studera hur dessa co-repressorer regleras hoppas vi kunna öka förståelsen för hur signaler i omvärlden kan påverka nervcellernas tillväxt, mognad och funktion, och därmed individens stress-känslighet.
Torkel Klingberg, läkare och forskare vid Karolinska Institutet är en av stiftelsernas anslagsmottagare 2001. Han disputerade på positron emissions tomografi undersökningar av hjärnaktivitet vid arbetsminnestester. Efter examina har han forskat vid Stanford University i USA för att studera olika MR tekniker. Numera är Torkel Klingberg verksam vid institutionen för Neuropediatrik vid Astrid Lindgrens Barnsjukhus.
Vår forskningsgrupp studerar de neurologiska mekanismerna för koncentrationsförmåga och arbetsminne. Arbetsminne är ungefär synonymt med korttidsminne. Vår förmåga att hålla information i arbetsminnet är viktig för många mentala aktiviteter såsom att lösa logiska problem, minnas instruktioner och förstå komplicerade meningar. Vid arbetsminnestester aktiveras hjärnbarken i frontal och parietalloben. Arbetsminnet förbättras under barndomen och upp till slutet av tonåren. Av speciellt intresse är att förstå hur hjärnans utveckling lägger grunden för denna utveckling av arbetsminnet.
Vi undersöker också olika typer av störningar av koncentrationsförmågan. En grupp barn med sådana problem är barn med ADHD (attention deficit hyperactivity disorder). Vi utvecklar dels datoriserade tester för att kunna kvantifiera koncentrationsförmåga, men också metoder för att kunna hjälpa barn att förbättra sin koncentrationsförmåga.
Hjärnaktivitet undersöks med MR kamera som är en ofarlig metod som kan användas på barn. Då nervcellerna aktiveras konsumeras syre och mer syresatt blod strömmar till. Det syresatta blodet innehåller oxy-hemoglobin. Med en speciell MR teknik kan man mäta kvoten mellan oxy- och deoxyhemoglobin och kan därigenom avgöra var hjärnan aktiveras. Denna teknik kallas funktionell MR (fMRI). En annan MR teknik som vi använder oss av är sk. diffusions-tensor-MR som används för att undersöka myelinisering av axoner i hjärnan.