Spår som leder till att upptäcka sjukdomar

Under det senaste decenniet har så kallade icke-kodande RNA blivit ett hett forskningsområde. Sofi Elmroth studerar en typ av dessa små RNA-molekyler för att bättre förstå sjukdomar och deras uppkomst.

Dynamiken i cellmetabolismen och DNA transkriberingen (informationsöverföringen) har visat sig vara mycket mer komplicerad än vi tidigare trott. Transkribering från våra gener som via budbärar-RNA kodar för bildandet av proteiner, kroppens byggstenar, har länge varit i fokus för forskningen. För cirka tio år sedan upptäckte man att andra områden av DNA kodar för ett flertal små RNA-molekyler som nu kallas icke-kodande RNA eftersom de i sin tur inte kodar för proteiner.

– Forskarna hittar nya RNA hela tiden eftersom sekvenseringen nu går så fort och billigt, säger Sofi Elmroth, professor i oorganisk kemi vid Lunds universitet. Uppskattningsvis finns det 2 000-3 000 olika icke-kodande RNA i en människa.

Det finns många olika grupper av icke-kodande RNA. Sofia Elmroth och hennes forskargrupp studerar i första hand gruppen mikro-RNA som är molekyler som påverkar proteinhalten hos kroppens celler indirekt genom att binda till budbärar-RNA. Målet för Sofi Elmroth och hennes forskargrupp är att bland annat att förstå sjukdomar och deras uppkomst.

– Vi intresserar oss för mikro-RNA som vi tror har betydelse för cancerutveckling, säger Sofi Elmroth. De måste fungera perfekt för att det ska bli bra. Blir det lite fel i uttrycksnivåerna, i mängden mikro-RNA, så finns det en mycket stark korrelation mot sjukdom.

Det finns många olika mikro-RNA eftersom de är inblandande i reglering av både olika protein och andra RNA-molekyler. Hos olika cancerformer varierar mängderna av mikro-RNA och varje cancerform ser ut att uppvisa ett specifikt komplexmönster. Men det finns vissa mikro-RNA som har en nyckelfunktion, som är överordnade många andra. Om just dessa mikro-RNA blir över- eller underuttryckta (ökar eller minskar i mängd) – exempelvis på grund av epigenetiska förändringar av DNA:t – så kommer det att påverka många andra reglerande processer.

– En ändrad nivå av ett överordnat mikroRNA är en kraftfull markör och kan användas för diagnos av sjukdomar och för att få fram läkemedel, berättar Sofi Elmroth.

Sofi Elmroths forskargrupp försöker hitta strategier som kan hjälpa till att återställa en normal funktion i den sjuka cellen. Genom att ta bort eller tillsätta ett överordnat mikro-RNA uppstår kaskadeffekter vilket öppnar nya möjligheter att tillverka läkemedel. Det har visat sig svårt att utveckla läkemedel som verkar direkt på epigenetiska förändringar av DNA, men nu kan man i stället gå in senare i cellmetabolismen och reglera nivåerna av specifika mikro-RNA molekyler.

– Som kemister jobbar vi med en molekyl i taget, säger Sofi Elmroth. I slutänden måste vi veta den kemiska sammansättningen för att designa läkemedel som också utgörs av bara en molekyl.

­Idag finns det många företag som snabbt tillverkar syntetiska molekyler. På bara en vecka kan Sofi Elmroth och hennes forskargrupp få en ny molekyl att testa på ett cellsystem.

– Vi hoppas kunna bidra till utvecklingen av en helt ny typ av läkemedel som, i kraft av sin likhet med cellens eget RNA, på ett effektivt sätt kan påverka cellprocesser som tidigare inte utnyttjats för sjukdomsbehandling. Och det är redan nya läkemedel under utveckling, avslutar Sofi Elmroth.

Text: Pia Romare

Foto: Kennet Ruona

Fakta

Sekvensering

Sekvensering är en metod som används för att bestämma den exakta ordningsföljden på byggstenarna i DNA eller RNA.  Sekvensering av DNA ger en direkt bild av vårt geninnehåll, medan sekvensering av det RNA som finns naturligt i cellen ger en bild av vilka delar av, och hur, vårt icke-kodande DNA utnyttjas.