30. juli 2019

Stamcelleforskning kaster nyt lys over huden

Stamceller

For første gang har forskere fra Københavns Universitet undersøgt og kortlagt talgkirtlers dannelse i huden. Studiet giver større indblik i hudens udvikling og vedligeholdelse, samt i hvordan kræftmutationer ændrer stamcellers normale adfærd.

Talgkirtler i levende hud

Har man været teenager, kender man måske lidt for godt til de talgkirtler, som bidrager til hudens naturlige fugtighed – og nogle gange mere til. Men selvom fedtkirtlerne er en væsentlig komponent af vores hud, ved videnskaben påfaldende lidt om kirtlernes cellulære udvikling og vedligeholdelse.

I et nyt studie har forskere fra Biotech Research & Innovation Centre (BRIC) og Novo Nordisk Foundation Center for Stem Cell Biology (DanStem) ved Københavns Universitet imidlertid skabt ny indsigt i, hvordan huden – og i særlig grad talgkirtlerne – bliver dannet og fornyet gennem livet. Derudover har de fundet ud af, hvordan en mutation, der ofte ses ved kræft, påvirker normal celleadfærd.

”Vi viser for første gang, hvordan de fedtkirtler, som bidrager til den naturlige fugtighed af huden, dannes, og hvordan de igennem et langt liv bliver vedligeholdt af stamceller. Den viden kan potentielt overføres til individer, som har problemer med talgkirtlerne. For eksempel i form af akne eller meget tør hud,” siger postdoc Marianne Stemann Andersen fra BRIC.

Samtidig viser studiet, hvordan stamcellerne ændrer adfærd, når forskerne introducerer en specifik og ofte forekommende kræftmutation i hudens stamceller. Overraskende betød mutationen ikke som forventet, at cellerne delte sig oftere, men i stedet at stamcellerne havde en tendens til at generere flere stamceller og ikke modnes til talgkirtelceller, når de blev delt.

”I dette tilfælde leder det til en talgkirtel, som bliver ved med at vokse sig større, som man også ser med kræft. Vi håber, at denne viden kan hjælpe med til at designe bedre kræftbehandlinger,” udtaler lektor og leder af studiet, Kim Jensen fra BRIC og DanStem.

Forskel på celledelinger
I forsøget undersøgte forskerne stamcellernes deling direkte i vævet hos levende mus. Her blev enkelte stamceller farvet med selvlysende proteiner. På den måde kunne forskerne følge stamcellerne igennem et antal celledelinger og til slut lave stamtræer, der beskrev de individuelle cellers indbyrdes relationer.

Stamcelleforskning

  • Organer består af forskellige celletyper omgivet af bindevæv. Disse fysiske omgivelser er afgørende for, hvordan cellerne opfører sig.

  • Indtil nu har mange studier typisk undersøgt cellers opførsel ved hjælp af cellekulturer i laboratoriet. Sådanne studier har givet os vigtig indsigt i, hvordan celler opfører sig. Her tager man dog ikke nødvendigvis hensyn til den dynamiske og fysiologiske kontekst hos den organisme, som bliver undersøgt.

  • For at forstå, hvordan kroppens celler – og dermed organer – fungerer, er det derfor vigtigt at komplementere studier i cellekultur med studier af cellerne i deres naturlige miljø.

Ved dannelsen af talgkirtlerne, observerede forskerne, at når en stamcelle delte sig til to nye datterceller førte det oftere til dannelsen af to nye stamceller end til dannelsen af modne talgkirtelceller. På den måde blev talgkirtlerne ved med at vokse, indtil de havde nået deres fulde størrelse. Herefter skiftede stamcellernes adfærd, og nye celler blev kun dannet, når modne talgkirtelceller brast og frigav deres fedtstoffer på huden.

Denne opførsel ændrede sig dramatisk i de mus, hvor forskerne introducerede en specifik mutation, som er forbundet med udviklingen af kræft hos mennesker, i talgkirtlens stamceller. Her fortsatte talgkirtlen med at vokse selv i voksne mus.

”Tidligere troede man, at denne mutation førte til hyppigere celledelinger. Vores forskning viser dog, at den kun har en lille effekt på, hvor ofte cellerne deler sig. I stedet har stamceller med kræftmutationen en langt højere sandsynlighed for at dele sig og blive til to nye stamceller end at generere modne talgkirtelceller. Det forklarer, hvorfor talgkirtlen fortsætter med at vokse, når vi indfører denne mutation i huden,” siger postdoc Svetlana Ulyanchenko fra BRIC.

 ”Ved kræftbehandlinger, som er målrettet celler, der deler sig hurtigt, kan det betyde, at kræftceller og normale celler har lige stor sandsynlighed for at blive mål for behandlingerne. Hvis vi i stedet kan finde frem til, hvad der styrer, hvor ofte de muterede cellerne deler sig vil vi potentielt kunne udvikle behandlinger, som specifikt rammer kræftceller”.

I fremtiden ønsker forskningsgruppen, ledet af lektor Kim Jensen, at udvide analysen til andre kræftmutationer og undersøge, hvordan flere forskellige mutationer i samme celle spiller sammen og ændrer stamcellernes adfærd. Sådanne studier vil ifølge forskerne give et centralt udgangspunkt for langt mere effektiv kræftbehandling.

Fakta om studiet
Studiet "Tracing the cellular dynamics of sebaceous gland development in normal and perturbed states" er netop blevet udgivet i det prestigefyldte tidsskrift Nature Cell Biology.

Studiet er resultatet af et stærkt internationalt samarbejde ledet af lektor Kim Jensen fra Københavns Universitet forskere fra Universitetet i Cambridge samt Université Cote d’Azur i Nice, Frankrig. Resultaterne er hovedsageligt udarbejdet af de tre førsteforfattere: Marianne Stemann Andersen, Edouard Hannezo og Svetlana Ulyanchenko.

Studiet er primært blevet udført på BRIC og DanStem med finansiel støtte fra blandt andre Lundbeckfonden, Novo Nordisk Fonden, LEO Fondet, EMBO Young Investigator programme, EU's Horizon 2020 programme og European Research Council.

Kontakt
Postdoc Marianne Stemann Andersen
+45 20990991
marianne.stemann@bric.ku.dk 

Postdoc Svetlana Ulyanchenko
+45 35331502
svetlana.ulyanchenko@bric.ku.dk 

Lektor Kim Jensen
+45 23811454
kim.jensen@bric.ku.dk

Pressemedarbejder Cecilie Krabbe
+45 93565911
cecilie.krabbe@sund.ku.dk