De små bananflugorna är behändiga studieobjekt för Stefan Thor.

Så styrs bildningen av nervceller

Nervsystemet är oerhört komplicerat och innehåller ett stort antal nervceller (100 miljarder hos människan). Lika fantastiskt är den enorma diversitet som vårt nervsystem har, med minst 10 000 olika typer av nervceller. (April 2008)

Stefan Thor är professor i utvecklingsbiologi och har nyligen byggt upp ett nytt forskningslaboratorium vid Institutionen för klinisk och experimentell medicin (IKE).

Hans forskning, som etablerades under hans fem år som assistant professor vid Harvard Medical School, rör nervsystemets uppbyggnad i embryot.

Det framstår allt tydligare att olika neurologiska sjukdomar påverkar olika typer av nervceller. Exempelvis beror Parkinsons sjukdom på bortfall av dopaminproducerande nervceller, medan den motoriska sjukdomen ALS beror på bortfall av motornervceller, vilka kontrollerar musklernas sammandragningar.

Det är alltså viktigt att inte bara förstå generellt hur nervceller bildas, utan även specifikt hur olika typer av nervceller bildas. Lika litet som vi kan använda en enda standardreservdel, till exempel ett tändstift, för att reparera alla de fel som kan uppstå på en bil, kan vi förvänta oss att en enda “standardnervcell” ska bota och reparera alla de olika neurologiska sjukdomar eller skador som kan uppstå i nervsystemet.

Trots att vi gjort enorma framsteg under de sista årtiondena har vi fortfarande en relativt dålig insikt i de mekanismer som ligger bakom bildningen av olika typer av nervceller. En ingående förståelse av nervcellsbildning kommer att vara essentiell i strävan att förhindra och bota sjukdomar och skador på nervsystemet.

Forskningsarbetet i Stefan Thors grupp är inriktat på att förstå hur nervsystemet bildas under embryonalutvecklingen. Ett stort antal studier genomförda under de sista 20 åren har klart påvisat att de genetiska mekanismer som kontrollerar embryonalutvecklingen är otroligt väl bevarade under evolutionens gång. Forskarna använder det mycket användbara modellsystemet bananfluga (Drosophila melanogaster).

De inriktar sig specifikt på att förstå hur vissa unika och enkelt identifierbara nervceller i flugans nervsystem bildas, celler som producerar vissa unika neuropeptider, och har nyligen identifierat de specifika stamceller som generar dessa neuropeptidceller. Bildningen av dessa nervceller - och troligtvis av alla nervceller - styrs av vissa bestämda regleringsgener.

- Det kanske mest spännande vår forskning påvisat är att bildningen av en viss nervcell inte styrs av en enda unik regleringsgen. I stället handlar det om kombinationer av regulatorer som arbetar i samklang. Detta förklarar på ett logiskt sätt hur det kan bildas ett större antal olika typer av nervceller än det totala antalet regulatorer, säger Stefan Thor.

- Det handlar om att blanda unika kombinationer av regulatorer för att bilda en viss specifik nervcell. Man kan dra paralleller till hur en konstnär kan få fram en oändlig mängd nyanser utifrån några få grundfärger. Vad vi och många andra forskare nu vill veta är hur många regulatorer som ingår i varje kombinatorisk blandning och hur dessa kombinationer egentligen fungerar för att styra cellen mot en viss identitet.

- En annan fråga vi ställer oss är hur man kan få rätt antal av varje nervcell, det vill säga: hur vet en specifik stamcell hur många celler av en viss sort den ska tillverka? Att knäcka denna gåta är mycket viktigt, både för att stamcellsbehandling skall kunna användas kliniskt, samt för ökad förståelse av cancer – en sjukdom som ibland verkar bero på fel i regleringen av just stamcellerna, säger Stefan Thor.

(2008-04)