Ny upptäckt om sockrets roll i cellkommunikation
En forskargrupp från Uppsala universitet har upptäckt en helt ny mekanism för hur kommunikation mellan celler regleras. Genom att fungera som klister kan en viss sorts socker i kroppen effektivisera cellkommunikationen och stimulera nybildning av blodkärl. Upptäckten öppnar nya möjligheter för utveckling av läkemedel mot bland annat cancer och reumatism. Studien publiceras den 9 maj i den framstående tidskriften Developmental Cell.
Blodkärl är uppbyggda som rör bestående av bland annat endotelceller, stödjeceller och membran i olika lager. Kärlets insida är klädd med endotelceller. Via blodkärlen förs blodet runt i kroppen och förser vävnader med syre och näring. För att klara denna uppgift och för att bilda nya blodkärl krävs nära kontakt och kommunikation mellan blodkärlets olika celler och membran.
För att undersöka hur cellkommunikation styr nybildning av blodkärl har en forskargrupp från Uppsala universitet studerat blodkärl som har bildats från embryonala stamceller från mus. Genom genetisk manipulation av stamcellerna visar forskarna att produktion av sockermolekylen heparansulfat är ett absolut krav för blodkärlsbildning.
– Vi har använt oss av stamceller med två typer av genetiska modifieringar. I den första tog vi bort genen som producerar det enzym som behövs för att sockerkedjorna ska kunna binda olika tillväxtfaktorer. I den andra modifieringen var genen som producerar mottagaren (receptorn) för tillväxtfaktorn VEGF (vascular endothelial growth factor) borttagen, berättar Lars Jakobsson.
Den första modifieringen resulterade i celler med defekt heparansulfat och den andra till att cellerna inte kunde bilda receptorn för VEGF. Ingen av dessa två stamcellstyper kunde bilda blodkärl på egen hand.
– För att vidare studera heparansulftatets betydelse utvecklade vi en modell där de olika stamcellsmodifieringarna fick växa tillsammans. Det visade sig att cellerna under de här förutsättningarna bildade rikligt med blodkärl. Det är mycket förvånande och spännande, och ger ny information om hur olika celler kan kommunicera och hjälpas åt för att bilda olika organ i kroppen, säger Lars Jakobsson.
Den nya stamcellsmodellen gör det möjligt att skapa odlingar där heparansulfat produceras endast av stödjecellerna och inte av endotelcellerna. Tidigare har man vetat att heparansulfat binder olika tillväxtfaktorer, bland andra VEGF, och “presenterar” dessa faktorer för receptorerna på cellytan. Nu visar Uppsalaforskarna att VEGF som presenteras av heparansulfat på stödjeceller (till skillnad från heparansulfat som finns på endotelcellerna) ger en mycket kraftigare och mer långvarig effekt på endotelcellernas aktivering. Slutsatsen är att både heparansulfatets mängd och position spelar en avgörande roll i bildandet av nya blodkärl.
– Vi visar att heparansulfatet fungerar som ett klister som håller fast VEGF och dess receptor på cellytan så att signalen att bilda nya blodkärl kvarstår under mycket längre tid. Att heparansulfat har den funktionen har man tidigare inte känt till, och funktionen kan säkert gälla även andra receptor- och kommunikationssystem, tror Lars Jakobsson.
Forskarna har alltså identifierat en helt ny mekanism för hur kommunikation mellan celler kan regleras. Det öppnar upp nya möjligheter för utveckling av läkemedel som kan reglera blodkärlsnybildning. Sådana läkemedel skulle kunna förbättra behandlingen av till exempel cancer, reumatism och vissa ögonsjukdomar.
Länk till Developmental Cell: http://www.developmentalcell.com
Medförfattare till studien är Lars Jakobsson, Johan Kreuger, Katarina Holmborn, Lars Lundin, Inger Eriksson, Lena Kjellén och Lena Claesson-Welsh.
Kontaktinformation
Lars Jakobsson, tel 018-471 46 07, mobil 070-31 86 244, e-post lars.jakobsson@genpat.uu.se
Lena Claesson-Welsh, tel 018-471 43 63, e-post lena.welsh@genpat.uu.se
