Till innehåll på sidan

Hans söker svaret på sjukdomars gåtor i molekylerna

samtal med professorn

Publicerad 2014-11-19

Med hjälp av elektronmikroskopi undersöker Hans Hebert hur molekyler fungerar baserat på hur de ser ut.
Målet är att förstå sambanden mellan struktur och funktion och i förlängningen kunna tillverka läkemedel som blockerar de processer som orsakar sjukdomar och tillstånd som smärta, allergi eller demens.

Hans Hebert

Ålder: 63 år

Familj: Fru, son och dotter

Intressen: Utomhusaktiviteter, musik, praktiskt arbete, internationella frågor (har 90 hp i Internationella relationer, u-landskunskap och japanska)

Om att forska på STH: Det är kul att det är så multidisciplinärt, det har gett ny input till vårt forskningsområde. Vi hade tidigare t ex inga tillämpningar på nya biomaterial. Möjligheten att kunna avbilda på alla skalnivåer från det molekylära, via den cellulära nivån till medicinsk avbildning med olika tekniker är unik, också ur ett internationellt perspektiv.

Om Strukturell bioteknik:

Det återstår oändligt mycket att lära om struktur, funktion och samverkan hos DNA, RNA och andra typer av biologiska makromolekyler som är grunden för livet. Vi ägnar oss huvudsakligen åt grundforskning, men har också varit involverade i tillämpningar, t ex framtagandet av nya läkemedel mot smärta, inflammation och reumatism. Tekniken kan också användas för studier av nya material såsom mikrobubblor för kontrastmedel inom medicinsk avbildning.

En del av arbetet kan karaktäriseras som kristallografi, den teknik som genererat flest nobelpris. Några kända exempel är dubbelhelixen, hemoglobinets struktur, insulin och på senare år flera proteiner som är viktiga för t ex nervsystemets funktion. Själva kristalliseringsprocessen är kritisk och en flaskhals. Den elektronmikroskopiska teknik som vi använder nu innebär att materialet i många fall inte behöver kristalliseras och flera centrala problem inom strukturbiologisk forskning kommer att kunna angripas i allt snabbare takt.

Hans Hebert är professor i bioteknik på STH och leder en forskargrupp på 12 personer där flera är anställda vid Karolinska Institutet. Gruppen försöker förstå sambandet mellan struktur och funktion hos biologiska system. De studerar molekyler och celler med hjälp av elektronmikroskopi, en teknik som använder elektroner istället för ljus. En väldigt hög upplösning, ofta bättre än en nanometer, gör det möjligt att se mycket fina detaljer.

Foto: Staffan Larsson

Molekyler delas in i familjer beroende på hur de är uppbyggda och molekyler i samma familjer antas fungera på liknande sätt.

– Att ta reda på strukturen är inget självändamål, utan funktioner eller egenskaper hänger samman med strukturen. Man kan se hur föremål fungerar beroende på hur de är byggda. Djur som liknar varandra fungerar på analoga sätt, säger Hans.

Tredimensionell bild

Molekylerna tas från celler som modifierats för att producera det som ska studeras. De renas fram ur cellerna och prepareras för att kunna studeras i elektronmikroskop. Sedan sker en mycket omfattande bildbehandling. Elektronmikroskopibilderna registreras och forskarna tar fram data ur dem. Slutresultatet är en tredimensionell bild av molekylen där det går att se hur den är uppbyggd och genom att tolka resultatet kan forskarna få kunskap om dess funktionella egenskaper.

– Vi studerar exempelvis proteiner som sitter i cellmembran och fungerar som kanaler som släpper igenom joner och som spelar stor roll för fortplantning av nervimpulser. Vi studerar också stora molekylkomplex som är involverade i hur gener regleras, säger Hans.

Kan skräddarsy läkemedelssubstanser

Kunskapen kan sedan användas för sjukdomar som har en känd molekylär grund och där man vill kunna påverka processer genom att skräddarsy läkemedelssubstanser som blockerar en viss funktion.

– Med kännedom om membranproteinerna kan vi adressera problem som smärta, reumatism, astma och överkänslighetsreaktioner. Vi har varit med i tillämpningen av resultaten på området, där man försöker hitta specifika substanser som blockerar de här mekanismerna. Tillsammans med andra forskare och KI Development har vi arbetat med ett avknoppningsföretag, som nu har en övereskommelse medintressenter från Indien med avsikt att ta projektet vidare, berättar Hans.

Forskar om Huntington's sjukdom

Forskargruppen ägnar sig också i samarbete med en grupp från Sydkorea åt epigenetik, som studerar de proteiner som samverkar med DNA och bl. a. styr vilka celltyper som ska bildas och som påverkar relationen mellan arv och miljö. Området har koppling till cancerforskningen, men forskargruppen driver också ett närliggande projekt som handlar om att ta reda på mekanismerna bakom demenssjukdomen Huntingtons sjukdom.

– Sjukdomen liknar Alzheimers och beror på plackbildningar i hjärnan. Ett speciellt protein är inblandat och vi försöker ta reda på hur det ser ut, säger Hans.

Långsiktig forskning

Forskningen inom strukturell bioteknik är mycket långsiktig och att få fram resultat kan ta allt från månader till flera år. En stor del av forskningsgruppens arbete handlar om att utveckla bättre forskningsmetoder inom elektronmikroskopi och bildbehandling.

– Forskningsområdet genomgår just nu en intressant metodologisk, teknologisk utveckling och är inne i en dynamisk fas. Med hjälp av nya detektorer för elektroner kommer det i framtiden att gå att lösa strukturella problem betydligt snabbare och till högre upplösning än tidigare, säger Hans. 

Vill nå ett genombrott

Ända sedan doktorandtiden har Hans varit intresserad av samspelet mellan struktur och funktion. Drömmen är att lösa ett viktigt problem som innebär ett genombrott och ett paradigmskifte på området.

– Vi tillhandahåller en metod, en teknologisk plattform, som är applicerbar på många olika problem, men har nu skiftat fokus tillbaka till att göra djupdykningar i väldefinierade problemområden och lösa sådana frågor med de metoder vi har, säger Hans.  

Även skolchef

Sedan början av 2013 har han dock bara kunnat ägna sig åt forskning till 40 procent. Resten av hans arbetstid, i praktiken mer, upptas av rollen som skolchef för STH.

– STH:s styrka är att vi har naturliga kontaktytor mot sjukvården, Karolinska Institutet och den medicinska forskningen. I och med den nya byggnad som uppförs kommer vi också att befinna oss på ett campusområde där allt är integrerat och då har vi tagit steget mot en infrastruktur som gör det väldigt gynnsamt att skapa de här kontakterna, säger Hans.

Vilken är din målsättning med skolan?

– Vi har en utvecklingsplan att förhålla oss till som bör vara dynamisk. Men man kan sätta upp några drömmar och det är ju att vi har en hög akademisk status, bra, i betydelsen välrenommerade utbildningsprogram med nöjda studenter och betydelsefull samverkan med det omgivande samhället. Det är bra redan i dag, men det vi behöver stärka är den vetenskapliga genomslagskraften. En väl fungerande administration är nödvändig för att kunna utveckla våra kärnverksamheter, säger Hans.

Sabina Fabrizi

Innehållsansvarig:Kenneth Carlsson
Tillhör: Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH)
Senast ändrad: 2014-11-19