I en frisk tarm återbildas tarmslemhinnan kontinuerligt från omogna celler, så kallade stamceller. Celltillväxten måste regleras så att den har samma hastighet som avstötningen av gamla, skadade celler. Om stamcellerna förökar sig för snabbt kan det leda till tumörer, om det går för långsamt kan det leda till att tarmväggen inte återbildas normalt med inflammation som följd.

Genom att studera återbildningen av tarmen hos bananflugor, upptäckte forskarna en ny mekanism för hur tarmcellerna avgör om de ska fortsätta dela sig eller mogna och utvecklas till specialiserade celler med särskilda funktioner. Bananflugans tarm har stora likheter med människans tarm och används därför ofta inom forskningen för att studera hur stamceller regleras och hur tumörer bildas.

Forskarna fann att en gen som hos bananflugan kallas för Nubbin bildar två proteinvarianter, Nub-PB och Nub-PD, som har motsatt verkan på stamcellernas nybildning och mognad. I en normal, frisk tarm är de i balans och kompletterar varandra. När det finns mer av Nub-PB i förhållande till Nub-PD så kommer cellerna att mogna snabbare. När forskarna istället ökade mängden Nub-PD i förhållande till Nub-PB så nybildades stamceller, och vid total brist på Nub-PB kunde dessa inte mogna alls och tumörer bildades.

– Man kan likna det vid Yin och Yang, de två ytterligheterna inom kinesisk filosofi, som motverkar varandra och tillsammans skapar balans, säger Ylva Engström, professor vid Institutionen för molekylär biovetenskap, Stockholms universitet och ansvarig för studien.

Protein kan bromsa tumörtillväxt

Dessutom upptäcktes att Nub-PB kan bromsa tumörers tillväxt i bananflugans tarm. Forskarna skapade tumörer på genetisk väg men om de samtidigt ökade mängden Nub-PB i tarmcellerna så bildades inga tumörer. Nub-PB är därför en så kallad ”tumörsuppressor”.

Ett nära besläktat protein finns också hos människan, det heter Oct1 och är i sin tur nära besläktat med Oct4. Oct1 har visats ha många kopplingar till tumörsjukdomar hos människa och det verkar som att Oct1 då ofta är muterad. Oct4 är en välstuderad stamcellsfaktor som har förmågan att ge mänskliga celler egenskapen att dela sig och fungera just som stamceller.

– Om balansen mellan den här typen av regulatorer sätts ur spel kan det få mycket allvarliga konsekvenser och leda till inflammationer, infektioner och tumörer, säger Ylva Engström.

I förlängningen kan ökad kunskap kring dessa mekanismer lära oss mer om hur sjukdomar i tarmen uppstår och bidra till utvecklingen av nya läkemedel som kan motverka och bota dem.

Studien är ett samarbete mellan Ylva Engströms forskargrupp vid Stockholms universitet och forskaren Nicolas Buchon vid Cornell University, USA.
 

Publikation:

"The POU/Oct transcription factor Nubbin controls the balance of intestinal stem cell maintenance and differentiation by isoform-specific regulation"
Xiongzhuo Tang, Yunpo Zhao, Nicolas Buchon and Ylva Engström
Stem Cell Reports. Publiserad online 19e April, 2018.


Länk till nyligen publicerad artikel om en liknande studie från samma forskningsgrupp:

https://www.su.se/mbw/in-swedish/nyheter/molekyl%C3%A4r-regulator-h%C3%A5ller-immunf%C3%B6rsvaret-i-balans-1.379051

 

Ylva Engström, Foto: Eva Dahlin