Den bakomliggande orsaken till blodkärlstillväxten är syrebrist i tumör- eller ögonvävnaden, ett tillstånd som leder till ett komplicerad biologisk svar, härav bildningen av många olika blodkärlstillväxtfaktorer. I dag finns det medicin som effektivt neutraliserar en av dessa faktorer (VEGF), men det är möjligt att andra faktorer kan ta över och leda till resistens, och att detta kan regleras olika i olika patienter.
Störd dygnsrytm kan påverka behandlingsresultatet
I dag är frekventa, milda dygnsrytmstörningar vanliga, särskilt i den äldre delen av befolkningen. Men graden av eventuella dygnsrytmstörningar är individuella och kan förändras över tid. Om man exempelvis oroar sig över sin sjukdom, eller effekterna/biverkningarna av behandlingen, kan det orsaka dålig sömn och ökad dygnsrytmstörning under behandlingsperioderna hos vissa patienter. Från en biologisk signalerings-synpunkt är dygnsrytmen och syrebristsystemet är mycket nära besläktade mekanismer. Det är dock dåligt undersökt hur de samspelar vid blodkärlstillväxt i hälsa och sjukdom och vid olika individuella svar på anti-blodkärlsmedicin.
Forskningen i laboratoriet för blodkärlstillväxt syftar till att hitta svaret på
- hur syrebrist leder till blodkärlstillväxt vid cancer och i ögonsjukdomar,
- varför patienter svarar olika på samma behandling,
- om dygnsrytmstörningar spelar roll vid behandlingsresistens och
- hur vi i framtiden kan inrikta nya, effektiva behandlingar mot sjukdomsfrämjande blodkärlstillväxt hos patienter med cancer eller ögonsjukdom.
Zebrafiskar kan hjälpa oss förstå sjukdomar och samtidigt minska behovet av djurförsök på t. ex. möss.
Instrumentet som används till forskningen är framför allt sjukdomsmodeller baserade på blodkärlstillväxt i zebrafiskar. Zebrafiskar är särskilt effektiva vid forskning inom syrebrist och dygnsrytmprocesser, ögonsjukdomar och tumörutveckling. Där har vi utvecklat ett flertal metoder som kan ge svar på frågor som inte kan studeras i möss eller andra djur.
Försöken utförs på embryon i så tidiga stadier av utveckling att de inte räknas som djurförsök. På så vis kan vi med dessa modeller även reducera mängden djurförsök med levande djur.
Zebrafiskar i akvarium Foto: Emma Busk Winquist
Projekt 1: Blodkärlstillväxt i näthinnan på vuxna zebrafiskar
Blodkärlstillväxt i näthinnan är ett stort problem för patienter med framskriden diabetes retinopati. Vi har skapat zebrafiskmodeller där denna process kan induceras genom exponering till syrefattigt miljö eller förhöjd blodsocker (Figur 1). Dessa metoder skall nu användas till att undersöka vilka faktorer som är involverade i processen på olika stadier och hur vi kan inrikta behandling mot bildningen av eller redan existerande sjukdomsfrämjande blodkärl.
Projekt 2: Dygnsrytmen påverkar blodkärlstillväxt.
För lite eller för dålig sömn är idag en av de vanligaste beteende-relaterade sjukdomsfaktorerna. Sömnen är viktig för kroppens dygnsrytm och störd dygnsrytm leder till ökad risk för en rad olika sjukdomar, inklusive vissa former av cancer. Vi har nyligen visat att blodkärlstillväxt under fosterutvecklingen regleras av dygnsrytmsignaleringen (Figur 2), men om detta även gäller vid sjuklig blodkärlstillväxt i cancer eller ögonsjukdomar vet vi inte. Detta kan dock vara viktigt för hur man skall behandla patienter som sover bra och har en hälsosam dygnsrytm eller motsatt sover dåligt och har störd dygnsrytm. Vi försöker besvara denna fråga genom cancermodeller där dygnsrytmen har manipulerats genetiskt eller genom exponering för ljus på natten; två sätt att att härma effekterna av dålig sömn.
Projekt 3: Individanpassad cancerbehandling med zebrafiskembryon.
Dagens system för att utvärdera vilken behandling som är bäst för varje enskild cancerpatient är relativt oprecis och osäker. Vi har utvecklat en metod där effekten av olika behandlingar på tumörtillväxt och metastasrisk kan utvärderas på varje enskild patients egen tumörvävnad inom få dagar från tillhandahållandet av biopsi-material genom användning av så kallade PDX (patient-derived xenograft) modeller i zebrafisk embryon (Figur 3). Vi håller nu på att utvärdera hur precist dessa metoder predikterar rätt behandlingssvar (eller resistens) mot en rad olika behandlingar både på tumörtillväxt och metastasrisk. Vi hoppas på att dessa metoder kan bli en integrerad del av den individ-baserade behandlingen av cancerpatienter i framtiden.
