Cinzia Progida ved Institutt for biovitenskap forsker på hvordan celler fungerer. Blant annet har hun undersøkt hvordan enkelte proteiner har helt spesifikke oppgaver.
Hun bruker konofokalmikroskopi, et uvurderlig verktøy for cellebiologer, til å undersøke akkurat hva de ulike molekylene i en celle gjør til enhver tid. Nå ser hun på hvilke proteiner som bidrar til cellenes bevegelser.
– Celler beveger seg i vevet, og mellom hverandre, forklarer hun.
– Selv om dette er grunnforskning gjør vi dette for å forstå hvordan cellene fungerer. På sikt kan vi kanskje bruke denne kunnskapen til å forbedre immunterapi ved kreft, eller hindre kreftceller i å spre seg.
Celle-kappløp på lab
I 2011 hadde cellebiologer verdens første cellekappløp. 54 ulike celletyper ble plassert i en bane under et mikroskop.
I løpet av 24 timer undersøkte forskerne hvilke celler som hadde vandret lengst. Den høyeste farten som ble målt var 5.2 μm/min. Cellene som gikk av med seieren var menneskelige embryoceller.
– Celleforflytning er en veldig viktig del av utviklingen av fosteret, forklarer Progida.
Hun fortsetter:
– Cellevandring er også viktig i for eksempel en immunrespons, men det er også en av måtene en kreftcelle kan spre seg på.
Vil begrense kreftcellenes spredning
Kreft sprer seg blant annet ved at en kreftcelle bryter løs fra en svulst og nærmest legger ut på vandring i vevet.
Den kan bevege seg til helt andre deler av kroppen før den slår seg ned. Dersom man kan hindre kreftcellene i å gjøre dette vil det være vesentlig lettere å behandle sykdommen.
Det er imidlertid ikke så enkelt fordi de samme mekanismene som gjør at kreftcellene kan bevege seg er helt essensielle for immunforsvaret vårt.
Når vi får en infeksjon vil immuncellene strømme til for å håndtere inntrengerne. Immuncellene må kunne komme til på alle steder i kroppen for å bekjempe patogener, slik som bakterier.
Det er vanskelig å slå ut proteinene som skaper bevegelse hos kreftceller uten å gjøre det hos immuncellene samtidig.
”Ser” ved hjelp av overflaten
Alle levende celler kommuniserer med omverdenen ved hjelp av overflaten sin.
Ved hjelp av reseptorer, ulike overflateproteiner, kan den reagerer på stimuli utenifra. Det er denne formen for stimuli som gjør at immuncellene beveger seg mot infeksjonsstedet. Omgivelsene tipser dermed cellene om hvilken retning de skal gå i.
Progida forklarer:
– Se for deg at du har kuttet deg på et eller annet. I løpet av kort tid vil stedet hovne opp fordi immuncellene flytter seg dit for å beskytte deg mot patogener. Hvis en av disse cellene fanger opp en bakterie vil dette endre sammensetningen av reseptorer på cellens overflate.
– Reseptorene er litt som cellenes sanser. Med reseptorene kan cellene ”se” hvilken vei de skal og de beveger seg i forhold til ulike gradienter. Når immuncellene har tatt en bakterie vil reseptorene endre seg og immuncellen vil vende ”hjem” til lymfeknuten.
Bevegelses-proteinet Rab7
Et av Progidas siste prosjekter var oppdagelsen av funksjonen til et bestemt protein kalt Rab7a. Rab-proteinene er en familie med proteiner som bidrar til transport, som regel transport inne i cellen.
Det er funnet over 60 slike proteiner i mennesker, og hver og en av dem har sine bestemte oppgaver. Hvert av Rab-proteinene er knyttet til transport av ulike organeller inne i cellen.
Rab7a er et protein som har vært mye studert og som man har antatt at man kjente funksjonen til. Likevel var det ting som tydet på at akkurat dette proteinet kanskje hadde flere oppgaver.
UiO-forskeren fikk en henvendelse fra en kollega i Italia som ønsket å samarbeide om et prosjekt.
Målet var å bruke konfokalmikroskopi til å sjekke om Rab7a også kunne ha en sammenheng med cellenes bevegelse, og det viste det seg at den hadde – til forskernes overraskelse.
Sjekker molekyler
– Nå som vi har sett at Rab7a er relatert til å bevege cellene blir det neste målet å se hvilke molekyler i cellen som samarbeider med Rab7. Hvis vi vet hvilke molekyler som kan kobles til Rab7 kan vi også vite mer om hva som får celler til å bevege seg rundt.
I dag finnes det ingen klar sammenheng mellom transport-molekylene inne i cellene, slik som Rab-proteinene, og bevegelsene cellene gjør.
Dette ønsker Progida å finne ut av. Hun vil derfor kartlegge alle Rab-proteiner som er satt i sammenheng med bevegelse og alle de tilhørende proteinene.
Det hele er et uhyre komplisert nettverk hvor alle molekylene på toppen av det hele kan ha flere funksjoner i tillegg.
Bruker lys fra maneter til å sjekke cellene
For å ”se” hva proteinene holder på med i cellen må forskerne først sørge for at de vil være synlige i mikroskop. Det kan man gjøre ved å ”hekte på” et molekyl som kan sende ut lys.
Slike molekyler ble oppdaget i dyphavsmaneter og brukes nå i hele verden for å forske på celle-aktivitet. Progida forteller at de bruker fire ulike farger slik at de kan se flere ting på én gang.
Noen ganger har de også behov for å se hva som skjer med en celle når proteinet ikke finnes eller ikke er aktivt. Da finnes det metoder for å skru av genet som produserer disse proteinene.
Molekylet med mange roller
Rab7-proteinet er aktivt i for eksempel kreftceller som beveger seg. Kanskje er det bare å skru av hele genet?
– Ja det er mulig å gjøre dette, men det vil ha negative konsekvenser for cellen å fjerne Rab7. De cellene som ikke inneholder Rab7 beveger seg langsommere, og Rab7 har flere ulike roller i en celle, forklarer Cinzia.
Kontakt:
Forsker Cinzia Progida ved Institutt for biovitenskap
Etter at intervjuet ble gjort er det offentliggjort at Cinzia Progida har fått tilbud om fast stilling.
Mer informasjon:
Artikkelen er basert på et intervju med Cinzia og på følgende vitenskapelige publikasjoner:
Kucera, A., Borg Distefano, M., Berg-Larsen, A., Skjeldal, F., Repnik, U., Bakke, O. and Progida, C. (2016), Spatiotemporal Resolution of Rab9 and CI-MPR Dynamics in the Endocytic Pathway. Traffic, 17: 211–229. doi:10.1111/tra.12357
Azzurra Margiotta, Cinzia Progida, Oddmund Bakke, Cecilia Bucci, Rab7a regulates cell migration through Rac1 and vimentin, Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research, Volume 1864, Issue 2, February 2017, Pages 367-381, ISSN 0167-4889, http://dx.doi.org/10.1016/j.bbamcr.2016.11.020.
Maiuri, Paolo et al, Current Biology , Volume 22 , Issue 17 , R673 - R675, The First World Cell Race, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2012.07.052
