Till innehåll på sidan

"Det är kroppens motsvarighet till det periodiska systemet"

Human Protein Atlas-projektet fyller jämt

Här visas de proteiner som är involverade i narkolepsi.
Här visas de proteiner som är involverade i narkolepsi. Stillbild hämtad från en 3D-film producerad av Human Protein Atlas.

NYHET

Publicerad 2020-11-19

I samband med att Human Protein Atlas (HPA) firar tjugo år tog vi oss en pratstund med KTH-professorn Mathias Uhlén. Han berättar om en spännande resa; skapandet av en stor öppen databas som hjälper forskare till bättre förståelse för den mänskliga biologin men också att utveckla precisionsläkemedel. Varje månad används HPA av 300 000 forskare vilket bland annat genererar 30 vetenskapliga citeringar - per dag.

Bild på Mathias Uhlén i labbet.
Mathias Uhlén, professor i mikrobiologi. Foto: Privat

HPA-projektet påbörjades efter det att kartläggningen av det mänskliga genomet var klart och publicerat, stämmer det?
 
– Exakt. Projektet drog igång i samband med Bill Clintons offentliggörande av publiceringen i Vita huset 2000. Vi började med det första pilotprojektet samma år och allt sedan dess har vi jobbat med att översätta vad som sades vid presskonferensen till ord och handling. Det mänskliga genomet är intressant eftersom det är en ritning över människan. Ritningen berättar dock inte vad som händer inuti cellerna. För att förstå den mänskliga biologin och olika sjukdomar måste du ta forskningen till nästa nivå, vilket är proteinerna. Proteinerna är byggstenarna i allt liv på jorden. Förstår vi proteiner börjar vi även förstå biologi, hälsa och sjukdomar.

Firar tjugo år med tidningen Science

Bild från den vetenskapliga tidningen Sciences framsida

När Human Protein Atlas firar sin tjugonde födelsedag gör projektet det med en special i den vetenskapliga tidskriften Science. Dessutom släpper HPA en ny mikrosajt med en sektion med en atlas som beskriver enskilda cellers data.
 
HPA uppdateras frekvent med ny information som är fritt tillgänglig för forskare. Det senaste tillskottet är "The Single Cell Type Atlas". Mathias Uhlén berättar att Chan Zuckerberg Foundation har lagt ner mycket pengar på denna teknologi, och att den går ut på att granska enskilda celler i vävnader snarare än hela vävnaden i sig. Vi tittar på publikt offentliggjort data, men granskar detta med våra egna verktyg.

Hur gick ni tillväga?
 
– För att lyckas behöver man ett verktyg, i vårt fall är detta verktyg antikroppar. Vi har antikroppar som känner igen vartenda protein i den mänskliga kroppen. Detta är en KTH-resurs, och med den har vi börjat analysera vad som är byggstenar. I vilka vävnader finns de? Var i vävnaderna finns de, och i vilka celler? Är de involverade i någon sjukdom? Det är kroppens motsvarighet till det periodiska systemet, men istället för grundämnen så har vi 20 000 gener och proteiner.
 
Av alla vetenskapliga studier som springer ur HPA, vilket forskning tycker du sticker ut mest?
 
– Jag tänker att det mest värdefulla bidraget inte är ett enda specifikt framsteg, utan snarare helhetsförståelsen för människans byggstenar. Det är ganska många företag som startats som ett resultat av HPA. Bara vi inom HPA har etablerat tio olika företag. En del av dem är idag noterade på börsen, och presterar riktigt bra. Från dessa företag känner jag till tio olika studier som kommit så långt att de nått kliniska tester med patienter. Jag är också stolt över det helhetsgrepp HPA tar, lite som Carl von Linné, ett systematiskt sätt att gå igenom kroppens alla byggstenar. Något som aldrig tidigare gjorts.
 
Vad har gjort dig mest förvånad under resans gång?
 
– Jag är lite förvånad över hur få proteiner vi faktiskt har i våra kroppar, och hur kroppen utsöndrar proteiner i blodomloppet. Det är också överraskande hur få proteiner som tycks behövas för att hålla den mänskliga cellen vid liv. Vi tror att ungefär 10 procent, eller 2 000 av sammanlagt 20 000 proteiner, som håller cellerna levande. De övriga proteinerna behövs för att skapa njurarna, hjärnan och de andra organen. När vi började jobba med detta för 20 år sedan förväntande vi oss att en njure har en uppsättning njurproteiner vilket utgör organet, att hjärnan har liknande proteiner specialiserade på minnet, och så vidare. Men vi har upptäckt att det finns väldigt få specialiserade proteiner som återfinns på en enda plats i kroppen. Faktum är att nästan alla proteiner återfinns på flera ställen, och det eleganta med evolutionen är det fungerar ungefär som legobitar. Det finns ett begränsat antal legobitar, men du kan bygga väldigt komplexa strukturer med dessa. Jag tänker att den mänskliga kroppen fungerar på samma sätt. Skönheten återfinns inte i byggstenarna utan hur de interagerar med varandra och hur de formas till komplexa strukturer.
 
Innebär detta att det blir enklare att utveckla presicionsläkemedel?
 
– Det skulle vara enklare för oss om njuren bestod av 100 procent njurproteiner. Eftersom proteiner i njuren också återfinns i lever och hjärna blir det svårare att tillverka en medicin som du vill ska adressera en sjukdom i njuren men som också når hjärnan och kan orsaka biverkningar där. Så det blir svårare, men det är också det som är fascinerande för oss forskare. Du besvarar frågor bara för att sluta med ännu fler frågor än du hade när du började. Men det är samtidigt det så fascinerande att vara verksam inom livsvetenskapen just nu.
 
Text: David Callahan

Ingenjörskapet och livsvetenskapen

Framtidsvisionen om precisionsläkemedel involverar forskning om datadriven livsvetenskap, och här är Sverige en framskjuten position. Mathias Uhlén berättar att Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse (KAW) bara för några veckor sedan offentliggjorde att de kommer satsa över tre miljarder kronor på datadriven livsvetenskap. KAW har bland annat två visioner med denna satsning, att förstå biologi och att kunna tillverka precisionsläkemedel. Från deras perspektiv är nästa steg att använda datadriven livsvetenskap, artificiell intelligens och systembiologi för att därefter kunna utveckla läkemedel.