Ju längre en stamcell hålls i laboratoriemiljö, desto mer olik celler tagna direkt ur människokroppen blir den. Den upptäckten gjorde Kalyan Pasumarthy vid Åbo Bioteknikcentrum. Han studerar hur omgivningsfaktorer inverkar på generna.
Text: Klas Backholm
Kalyan Pasumarthy jobbar sedan 2011 som postdoc-forskare vid Åbo Bioteknikcentrum, det gemensamma forskningscentret för Åbo Akademi och Åbo universitet. Han är den enda vid centret som är kopplad till en internationell forskningsgrupp som fokuserar på epigenomik. Epigenomiken är ett område som är nära besläktat med epigenetiken, och Pasumarthy förklarar att skillnaden ligger i hur man ser på generna.
– Det man gör inom epigenomik är att man inte bara följer med hur omgivningsfaktorer inverkar på enskilda gener, utan fokuserar globalt, på hela genomet. Människans genom består av hundratusentals gener. Att studera en liten del kallas epigenetik, att studera helheten kallas epigenomik.
Pasumarthy berättar att epigenomiken möjliggjorts tack vare de senaste årens tekniska utveckling. Tack vare mer kraftfulla datorer har vi börjat kunnat hantera de stora datamängder som krävs för att på en och samma gång beräkna hur kemikalier inverkar på en stor mängd enskilda gener.
Kalyan Pasumarthy kommer från Indien, där han doktorerat i molekylärbiologi. Han kom till Finland efter att ha fått platsen vid Bioteknikcentret, och berättar att man vid centrets laboratorium på ett unikt sätt kombinerar två metoder för att kunna studera hur omgivningen inverkar. Den ena biten har att göra med att odla sampel med celler, den andra med de tekniska beräkningar som behövs för att undersöka vad som kan inverka.
– Att beräkna genomets innehåll via datateknik är än idag svårt. Vi är begränsade av datorernas kapacitet och hur de ska programmeras. Idag skapar forskare enorma mängder data, men det finns inte resurser för att analysera allt.
Att kombinera de två metoderna inom epigenomik är sällsynt, enligt Pasumarthy är antalet forskare som jobbar på detta sätt färre än vi har fingrar på våra händer. I den forskning som han själv håller på med just nu fokuserar han på att se på vad som kan inverka på genuttrycket hos två olika grupper. Via ett finländskt sjukhus som laboratoriet samarbetar med får han tillgång till blodprov från nyfödda, och studerar cellutvecklingen hos dem. Han kan i nuläget inte ge specifika detaljer om projektet eftersom studien som bäst är i full gång, men kan däremot dela med sig av intressanta resultat från sitt andra projekt.
– Vi studerar också stamceller från benmärgen i ett sampel av personer som Röda Korset har samlat in. Vi vill ta reda på om de individuella skillnader som vi ser i cellerna har orsakats av epigenomiska faktorer.
Stamceller är alltså den typ av celler som inte är specialiserade till att ha en viss funktion, och som därmed kan utvecklas till en mängd olika organ. De används i laboratoriemiljöer bland annat som grund för att på konstgjord väg bygga upp organ som sedan kan transplanteras in i en människa. Inom Kalyan Pasumarthys projekt har man hittat två centrala omgivningsfaktorer som kan inverka på hur generna styr stamcellerna.
– När cellerna kommer till vårt laboratorium fortsätter vi odla dem. Vi märkte i våra dataanalyser att själva odlandet av celler i labbmiljö orsakade förändringar i genomet, så att celler som odlats i labbet i en månad såg annorlunda ut än sådana som vi haft där i en dag.
Det är viktigt att förstå att en sådan förändring sker just eftersom cellerna används för att konstruera till exempel olika organ. Om grundbyggstenen har modifierats på grund av att den uppbevarats i ett laboratorium kan det ju ha konsekvenser för den fortsatta processen.
– Cellerna som odlats i ett laboratorium är inte helt olika, men nog annorlunda än de som finns i kroppen. Man vill förstås vara säker på att man inte orsakar ett nytt problem hos en individ genom att ge dem celler av halvbra kvalitet, och därför behöver man begränsa hur länge stamceller odlas i en labbmiljö.
I datat upptäckte Pasumarthys grupp också en annan sak – i vissa grupper av stamceller fanns det förändringar i genomet som inte kunde upptäckas hos andra. Efter diskussioner med projektets samarbetsparter kom man fram till att det var hos äldre personer som modifikationerna fanns.
– Cellerna reflekterar en persons allmänna hälsa. Vi såg att stamcellerna från yngre personer hade färre modifikationer, och de var därmed bättre. Därför borde man se till att använda celler från yngre personer då man konstruerar organ eller annat på konstgjord väg.