Logga in på Dagens Nyheter

Här kan du som DN-kund logga in för obegränsad läsning av DN.se och e-DN.

Med ett gratiskonto kan du följa skribenter och ämnen samt spara artiklar.

Vetenskap

Det prisade mikroskopet avslöjar cancer

Tekniken som belönades med årets kemipris har öppnat en helt ny värld, där enskilda celler kan användas för att diagnosticera sjukdomar.

För forskarna vid KTH som byggde Nordens första högupplösta mikroskop är drömmen ett blodprov som avslöjar cancer.

Tänk dig att en sköterska på vårdcentralen sticker dig i fingret och tar ett vanligt blodprov. Han tittar på blodet i mottagningens mikroskop, och kan se om du har cancer. Och inte bara det. Han kan också tala om exakt vilken typ av tumör det är.

Det är än så länge bara en dröm. Men tack vare genombrotten som ledde till att Stefan Hell, William Moerner och Eric Betzig fick årets Nobelpris i kemi kan det bli möjligt. Det menar Jerker Widengren, professor i experimentell biomolekylär fysik vid Kungliga tekniska högskolan KTH i Stockholm.

– Mikroskopen blir enklare och enklare. De är inte längre bara ett superinstrument för specialisterna utan kommer att komma ut på klinikerna, säger han.

Jerker Widengren och hans forskargrupp har samarbetat med Stefan Hell i mer än tio år. År 2008 byggde gruppen Nordens första mikroskop med den teknik Stefan Hell uppfann. Metoden kallas STED (stimlulated emission depletion) och ger bilder som är mycket mer högupplösta och där forskarna kan studera detaljer inne i celler som ingen tidigare trodde skulle vara möjligt att upptäcka i mikroskop.

Begränsningen i traditionella mikroskop sitter i själva ljuset. Ljus är vågor, och i synligt ljus är vågorna mellan 0,4 och 0,7 tusendels millimeter långa. Ett vanligt mikroskop kan inte urskilja saker som är mycket mindre än så. De blir bara suddiga fläckar.

– Vad gäller fysiken och optiken går det inte att komma längre. Stefan var den förste att inse att vi kan använda egenskaper hos det vi avbildar för att komma runt det här, säger Jerker Widengren.

Stefan Hells banbrytande idé var att utnyttja molekyler som går att tända och släcka med laserljus. Forskarna sätter fast sådana molekyler på det de vill studera i cellen och tänder sedan molekylerna på en liten punkt, kanske bara några miljondels millimeter stor, och släcker alla runtomkring med en annan laser (se grafik). När de låter laserstrålarna svepa fram och tillbaka kan de bygga upp en mycket högupplöst och detaljerad bild av cellen.

Och det öppnar helt nya världar och möjligheter. Jerker Widengrens forskargrupp har i ett EU-projekt tillsammans med Stefan Hell visat att STED-mikroskop kan användas för att ställa tidiga diagnoser vid bröstcancer och prostatacancer.

– Strategin är att extrahera så mycket information från en minimal mängd prov som möjligt. Kan vi maximera informationen ur varje enskild cell genom att använda det allra senaste i mikroskopiväg räcker det med ett begränsat antal celler, säger Jerker Widengren.

I dag används ofta så kallad grovnålsbiopsi för att ställa diagnos. En läkare sticker in en nål i den misstänkta tumören för att ta ut vävnad som en erfaren patolog sedan studerar i mikroskop. Metoden har flera nackdelar: det är obehagligt och gör ont, det blöder och dessutom finns det risk för att själva provtagningen bidrar till att sprida cancern i kroppen. Om läkaren i stället tar ett mindre prov blir det svårare att ställa diagnos.

– Det är förvånansvärt primitiva metoder som används, säger Jerker Widengren.

Med högupplösta bilder från STED-mikroskopet kan forskarna titta på strukturer inne i enskilda celler, hur olika proteiner är fördelade och annat som skiljer mellan friska celler och cancerceller.

– Vi har kunnat visa principen: det går definitivt att öka informationsmängden och komma ifrån kompromissen mellan provmängd och diagnostisk information, och samtidigt minimera dilemmat med spridningsrisk i samband med provtagningen, säger Jerker Widengren.

Sköterskan som studerar ditt blodprov på vårdcentralen någon gång i framtiden kommer förmodligen att titta närmare på dina blodplättar. Det är väl känt att upprepade blodproppar kan vara ett tidigt tecken på cancer någonstans i kroppen. En hypotes är att cancerceller kan manipulera blodplättarna så att de börjar avge proteiner som stimulerar tillväxt av blodkärl, eftersom en tumör behöver nya blodkärl för att kunna växa.

Forskarna på KTH har använt STED-mikroskopet för att undersöka hur blodplättarna förändras.

– Vi kan särskilja blodplättar utsatta för olika typer av stimuli från varandra. Förhoppningen är därför att vi även kommer att kunna identifiera stimuli på blodplättar som är representativa för olika cancersjukdomar. I förlängningen skulle då ett blodprov räcka för att ställa diagnos, säger Jerker Widengren.

Enligt honom har årets kemipristagare helt revolutionerat cellbiologin, och de hade lika gärna kunnat få Nobelpriset i fysik eller medicin. Forskningen blir alltmer tvärvetenskaplig, inte minst inom området life science, alltså biologisk och medicinsk forskning. Jerker Widengren är bekymrad över att få känner till att mycket av KTH:s forskning handlar om just life science.

– Årets Nobelpris är ett utmärkt exempel på vilken betydelse fysiken och tekniken har för life science. KTH har en viktig roll att spela, med ingenjörskunnandet, fysiken och matematiken, säger han.

Så här jobbar DN med kvalitetsjournalistik: uppgifter som publiceras ska vara sanna och relevanta. Rykten räcker inte. Vi strävar efter förstahandskällor och att vara på plats där det händer. Trovärdighet och opartiskhet är centrala värden för vår nyhetsjournalistik. Läs mer här.