Forskning handler ofte om at finde svar på uafklarede spørgsmål. Men den nye forskning fra Kræftens Bekæmpelse giver viden, som den videnskabelige verden end ikke vidste, at man manglede. Sagt på en anden måde giver den brikker til et puslespil, som biologer i årevis har ment var lagt færdigt. Forskningen handler nemlig om celledeling, et område som man i mange år egentlig i det store hele mente, man havde styr på. Man vidste, hvad der skete og hvordan, i den proces hvor vores arvemateriale – DNA’et – bliver kopieret og delt i to.
Derfor er det noget af en opsigtsvækkende nyhed, som forskerne i disse dage kan præsentere for deres kolleger verden over. Takket være en helt ny teknik – udviklet af forskerholdet selv – viser de nemlig, at der findes en hidtil fuldstændig skjult del af celledelingen.
Den involverer de såkaldte lysosomer i cellernes indre. Det er små organer fyldt med syre og enzymer, som blandt andet har en slags viceværtfunktion med at sikre, at affald i cellerne bliver nedbrudt.
Et præcist pust
Forskningen viser, at under celledelingen lægger lysosomerne sig tæt op ad cellens kerne og frigiver i løbet af få sekunder et pust af de enzymer, de har i sig. Dermed kan enzymerne klippe de dele af den nye og gamle kopi af DNA’et over, som endnu hænger sammen. Uden det præcise pust risikerer adskillelsen at ske, før cellen er helt klar til det, og det kan føre til brud på DNA’et – noget som i sidste ende kan føre til sygdomme så som kræft.
– Vi har nu fået en helt ny forståelse af, hvad der sker, når cellerne deler sig. Det kan have betydning for forskning i en række sygdomme, lige fra kræft, der kan skyldes fejl i DNA’ets deling, til neurologiske sygdomme, som skyldes fejl i cellernes lysosomer. Det forklarer professor og forskningsleder ved Kræftens Bekæmpelses Center for Kræftforskning Marja Jäättelä, som sammen med en række kolleger har stået i spidsen for den nye forskning.
Viden som bringer forskningen fremad
Den nye forskning rummer spændende perspektiver. Det mener lektor og gruppeleder Claus Storgaard Sørensen fra eliteforskningscenteret BRIC ved Københavns Universitet, som forsker i hvordan cellerne vedligeholder vores gener.
– Rent konceptuelt er det er vældig interessant ny viden som bringer grundforskningen fremad. For at vi også i fremtiden kan udvikle nye behandlinger mod eksempelvis kræft, kræver det, at der er forskning, der viser nye veje man kan gå. Og det gør dette resultat, fordi det åbner for helt ny viden om cellerne, siger Claus Storgaard Sørensen.
At lække eller ikke at lække – skal lysosomernes membran være tæt eller ej?
Den nye forskning giver altså ny viden om flere dele af cellernes biologi, både om celledeling og om lysosomernes funktion.
Hidtil har man nemlig ment, at det i normale celler var vigtigt at holde lysosomernes membraner hele. For hvis membranen går i stykker, og lysosomernes indhold flyder ud i cellen, vil det slå cellen ihjel. Det sker naturligt når celler aktiverer et medfødt selvmordssystem – noget som sker, hvis cellen er syg eller skadet og ikke længere kan fungere normalt.
Men at lysosomerne lækker i normale celler er altså noget af en overraskelse, og noget, der åbner for en række spørgsmål. Hvordan ved lysosomerne, hvornår de skal give et pust af enzymer? Hvad sker der helt præcist, når det rammer DNA’et? Og hvordan kan lysosomerne lukke for hullet i deres membran igen, så deres indhold ikke blot vælter ud og nedbryder alt omkring sig – noget som ville slå cellen ihjel?
En af dem, der står for at finde svar på spørgsmålene er Jonathan Lucien Stahl. Han er ph.d.-studerende hos Kræftens Bekæmpelse og har sammen med kollegaen Saara Hämälistö været med fra starten af den nye forskning.
– Det er så overraskende, at cellerne ikke alene bruger lysosomerne på denne helt nye måde, men også at den faktisk tillader de potentielt livsfarlige beholdere at komme helt tæt på noget af det mest følsomme i hele cellen, nemlig DNA’et. Det må kræve en omfattende regulering at sikre, at den proces sker korrekt, og det er noget af det, vi nu arbejder videre på at blive klogere på, siger Jonathan Lucien Stahl.
Billedtekst: Billeder af en celle der er ved at dele sig, set gennem et mikroskop. I de øverste billeder er den nye og den gamle kopi af DNAet adskilt korrekt. I den nederste er lysosomernes virkning hæmmet, og de to kopier er stadig forbundet via en tynd bro. Foto: Jonathan Lucien Stahl.
FAKTA
Om cellerne i vores krop
Der findes ikke et helt sikkert tal for, hvor mange celler et menneske består af. Men forskere mener, at det ligger omkring 3,7 x 1013. Altså 37.000 mia. celler som tilsammen skal fungere optimalt for, at vores krop er sund og rask. Det sker dagligt, at kroppens celler bliver slidte og dør. Derfor er det nødvendigt, at der kommer nye celler til. Det sker gennem celledelinger, hvor en celle deler sig i to. Under den proces skal cellens indhold kopieres, så der kan blive dannet en ny celle magen til den første. Blandt andet skal DNA’et også kopieres. Fordi DNA’et indeholder tegningerne over kroppens egenskaber, er det vigtigt, at kopieringen sker helt nøjagtigt – noget som man altså nu har fået helt ny viden om.
Utætte lysosomer sættes i spil ved kræftbehandling
Forskerholdet bag den nye artikel har i mange år studeret lysosomerne, og arbejder blandt andet på at finde behandlinger, der slår kræftceller ihjel ved at gøre lysosomernes membran utæt. Forskerholdet har blandt andet tidligere vist, at visse typer af allergimedicin kan forstærke effekten af kemoterapi ved at påvirke stabiliteten af lysosomernes membran. Derfor er man i øjeblikket i gang med forsøg, hvor kræftpatienter får allergimedicin som et tillæg til deres kræftbehandling