Systembiologi hjälper oss att förstå sjukdomar

Min forskning fokuserar på sjukdomar som typ 2-diabetes och fetma. Jag studerar bland annat hur fettcellers svar på insulin är ändrat hos diabetiker och hur frisättning av adiponektin kontrolleras i fettceller. För att göra detta använder jag matematisk modellering. Jag är också intresserad av hur modellering kan kombineras med storskalig datainsamling för att hjälpa till att förstå och bekämpa sjukdomar. 

Insulinsvar hos fettceller från typ-2 diabetiker

Jag är intresserad av hur fettceller svarar på insulin, och speciellt på vad som går fel i insulinsvaret hos patienter med typ 2-diabetes. Min forskning på detta område har resulterat i en serie artiklar som reder ut vilka mekanismer som ligger bakom insulinsvaret och den insulinresistens som uppstår hos diabetiker. Dessa mekanismer har jag identifierat med hjälp av matematisk modellering. Jag har också analyserat effekter av ett potentiellt anti-diabetiskt läkemedel genom att kombinera mekanistisk kunskap från studier med läkemedelseffekten på cellnivå med motsvarande effekt i kliniska studier. Det senare projektet utfördes tillsammans med företagen Wolfram MathCore, MedImmune och AstraZeneca.

Samspelet mellan glukos och insulin

Reglering av glukosnivån i blodet fungerar inte som den ska hos diabetiker. För att bättre förstå denna reglering, som styrs av insulin, finns flera matematiska modeller. Jag har kopplat samman de modeller vi utvecklar på cellnivå med en sådan glukos-insulin modell för att kunna översätta förändringar mellan dessa nivåer. I andra projekt har vi vidareutvecklat glukos-insulin modellen för att även kunna förklara nivåer av fettsyror i blodet och hur de påverkar glukosupptag och -frisättning.Hormonet adiponektin och dess samspel med matsmältningssjukdomar. Adiponektin är ett hormon som är viktigt att studera relaterat till fetma eftersom nivån av adiponektin i blodet är negativt korrelerat med fetma, därför är adiponektin ett bra mått på metabol hälsa. I samarbete med Cecilia Brännmark och Charlotta Olofsson vid Göteborgs Universitet modellerar jag mekanismer relaterade till fettcellers adiponektinfrisättning.

Potentialen hos bruna fettceller

Det finns stor potential i att kunna inducera bruna fettceller i människor för att behandla fetma och relaterade sjukdomar och det är därför intressant att leta efter nya läkemedel/signalvägar som kan inducera bruna fettceller. I samarbete med AstraZeneca undersöker jag mitokondriers funktion i celler som behandlats för att bli bruna fettceller. Jag använder matematisk modellering och testar olika hypoteser och modellerna bidrar med prediktioner som används för att designa nya experiment.

Frisättning av hormonet adiponektin från fettceller

Adiponektin är ett hormon som är viktigt att studera relaterat till metabola sjukdomar eftersom nivån av adiponektin i blodet är negativt korrelerat med fetma, därför är adiponektin-nivån ett bra mått på metabol hälsa. I samarbete med Cecilia Brännmark och Charlotta Olofsson vid Göteborgs Universitet modellerar jag mekanismer relaterade till fettcellers adiponektinfrisättning.

Storskalig data för bättre förståelse av sjukdomar

Jag är också involverad i projekt som har som målsättning att kombinera detaljerade, mekanistiska modeller med storskaligt, dynamiskt data. Denna typ av data har varit svårt att åstadkomma för intracellulära signalnätverk, men nyligen har en forskargrupp kunnat utföra storskaliga mätningar på insulinsvaret hos en fettcellslik cellinje genom att använda masspektrometri. Genom att kombinera den nya metoden med mekanistiska modeller och detaljerad kunskap om insulinsvaret, kan dessa data analyseras på ett nytt sätt. Resulterande djupgående analys av insulinsvaret bidrar till en detaljerad förståelse för involverade signalvägar som kan användas när nya läkemedel utvärderas.

Forskningshandledning

Jag är alltid öppen för att diskutera möjliga projekt med studenter som är intresserade av min forskning. Kontakta mig om du är intresserad av att utföra forskningsprojekt inom systembiologi och behöver handledning, hjälp att formulera ett projekt, eller både och. Jag handleder studenter på kandidat- och masternivå och även studenter som gör forskningsförberedande projekt.


Medarbetare

Institutionen för medicinsk teknik

Senaste publikationer

2017

Rasmus Magnusson, Mika Gustafsson, Gunnar Cedersund, Peter Strålfors, Elin Nyman

Cross-talks via mTORC2 can explain enhanced activation in response to insulin in diabetic patients

Ingår i Bioscience Reports

Artikel i tidskrift

Niclas Bergqvist, Elin Nyman, Gunnar Cedersund, Karin G. Stenkula

A systems biology analysis connects insulin receptor signaling with glucose transporter translocation in rat adipocytes

Ingår i Journal of Biological Chemistry

Artikel i tidskrift

Rasmus Magnusson, Guido Mariotti, Mattias Köpsén, William Lövfors, Danuta Gawel, Rebecka Jornsten, Joerg Linde, Torbjorn Nordling, Elin Nyman, Sylvie Schulze, Colm Nestor, Hanmin Zhang, Gunnar Cedersund, Mikael Benson, Andreas Tjärnberg, Mika Gustafsson

LASSIM-A network inference toolbox for genome-wide mechanistic modeling

Ingår i PloS Computational Biology

Artikel i tidskrift