Den nyförkyldes vattniga snuva, rökarens skrovliga morgonhosta Kan det verkligen vara något för biomedicinsk forskning?
– Absolut. Slembildningen i luftvägarna och mag-tarm-kanalen är en komplicerad fysiologisk process som ingår i kroppens försvar och renhållning, säger Ingemar Carlstedt, professor i slemhinnebiologi på BMC. Hans forskargrupp är nu i färd med att skapa ett nytt och avancerat redskap i forskningen – en konstgjord slemhinna.

Ingemar Carlstedts kemiintresse grundades redan under skolåren då han använde sin fars tandläkarmottagning för laborationer. I Lund rekryterades han som doktorand av professor Sven Gardell som byggde upp bindvävsbiologi till ett profilområde vid Medicinska fakulteten. Gardell och handledaren Lars-Åke Fransson gav honom i uppgift att titta på den kolhydratrika struktur, slemmet, som skyddar tarmens insida. Den titten har med åren vuxit till ett separat forskningsområde – slemhinnebiologi – som kan betraktas som en av bindvävbiologins många avknoppningar i Lund.

– Det var för mer än tjugofem år sen och nu börjar vi äntligen komma någon vart. Slemfilmens struktur är mycket mer komplicerad än vi anade och det har krävt år av tung biokemi att skaffa den kunskap vi har.

– Tänk dig en halv fotbollsplan. Så stor yta har kroppens slemhinnor mot omvärlden, säger Ingemar Carlstedt som använder ett pedagogiskt, konkret och ibland lite drastiskt bildspråk för

att förklara sitt område. För honom är slemhinnorna "utsidan av insidan." De är kroppens skydd mot en yttre miljö som kan vara ganska tuff. Luftvägsslemhinnan möter rök, damm och annat skräp vi andas in. I mag-tarmkanalen attackeras slemhinnan av enzymer som medverkar i matsmältningen, saltsyra och gall-salter. Virus och sjukdomsalstrande bakterier angriper via slemhinnorna – men har svårt att ta sig genom den sinnrikt konstruerade barriären.

Slemhinnorna byggs upp av epitelceller som vilar på ett lager av bindväv. Cellskiktet täcks av en slemfilm som fungerar som en skyddande hud. Slemmet består huvudsakligen av vatten och muciner – långa trådliknande molekyler som flätas in i varandra. Mucinerna byggs upp av proteinkedjor som är taggade med kolhydratstrukturer – flera tusen på varje mucinmolekyl.

Både proteinkedjorna och kolhydrat-taggarna varierar mycket i struktur. Variationen är delvis genetiskt bestämd och kolhydratstrukturerna styrs bl.a. av individens blodgrupptillhörighet.

– Denna strukturella mångfald kan nog förklara varför slemhinnan skyddar så effektivt mot bakterier. Ingen bakterie kan tillverka alla de enzymer som skulle behövas för att bryta ner mucinerna totalt och därmed slå ut hela slemhinnan, säger Ingemar Carlstedt.

Försvagade flimmerhår

Slemhinnan i luftvägarna är täckt av en tunn slemfilm som genom flimmerhårens arbete hela tiden rör sig uppåt. Den fungerar som flugpapper. Här fastnar bakterier, dammpartiklar och annat skräp. Flimmerhåren är försvagade hos rökaren som måste hosta för att få upp slemmet. Det gäller också vid vanliga förkylningar när slemhinnorna är extra aktiva med att producera muciner.

– En hostning är nyttigt. Som att rensa rören med en flaskborste, säger Ingemar Carlstedt.

Slemfilmen i mag-tarm-kanalen är betydligt tjockare och mucinerna där har ett annat mönster. I magen producerar cellerna också lite bikarbonat – lagom för att neutralisera den saltsyra som lyckas tränga in i slemfilmen.

– Ett av våra intressantaste forskningsfynd är att mucinerna klyvs på olika ställen i ett bestämt mönster. Det är en invecklad process som antagligen har till uppgift att reglera egenskaperna hos slemfilmen, en anpassning till det lokala skyddsbehovet. Vi ska gå vidare och försöka hitta de mekanismer som styr klyvningen.

Antikroppar

De tålmodiga studierna av muciner har gett fler resultat.

– Vi är duktiga på att plocka fram muciner ur mänsklig vävnad och som första grupp i världen har vi lyckats göra antikroppar som känner igen de olika domänerna i mucinerna. Det är framförallt ett redskap för forskning men kan också utvecklas för diagnostik. Nu har vi antikroppar mot alla slembildande muciner och vi har just avslutat ett EU-projekt där våra antikroppar kommit till användning.

Ett projekt som kommer att väcka uppmärksamhet i forskarkretsar är byggandet av en konstgjord slemhinna.

– Speciella epitelceller får växa på porösa membran och formera en slemhinna med flimmerhår, berättar Julia Davies som håller i projektet. Hon är fysiolog i botten, lektor på Malmö högskola och forskar i oral biologi på Tandvårdshögskolan i Malmö. Medan lokalerna ställs iordning där bedriver hon sin forskning på BMC.

Till skillnad från mänsklig vävnad är den konstgjorda slemhinnan tillgänglig för experiment av olika slag.

– Vi ska reta den med olika substanser och se hur cellerna reagerar, berättar Ingemar Carlstedt. Vi tror nämligen att när slemhinnan irriteras eller angrips av bakterier så skickar epitelcellerna signaler inåt kroppen för att larma immunsystemet. En monitor-funktion helt enkelt. Vi har sett att mucinerna är förändrade vid kronisk bronkit, cystisk fibros och andra sjukdomar i andningsvägarna. Det bildas för mycket slem och det har ett annorlunda biokemiskt utseende. Om vi kan avläsa den här signaltrafiken går det kanske att utveckla metoder att bromsa slembildningen och därmed påverka sjukdomen.

Mucinfynd vid cancer

Ingemar Carlstedt ser också en annan praktisk användbarhet med mucinkunnandet.

– Ett märkligt fynd är att vid vissa cancersjukdomar, t.ex. prostatacancer, lungcancer och tjocktarmscancer, dyker det upp muciner från andra vävnader. Det skulle kunna utvecklas till en metod att undersöka riskgrupper och tidigt diagnosticera sjukdomen. Att BMC är så nära Universitetssjukhuset med dess kliniska forskning och sjukvård är en enorm fördel. Stig Mårtensson på Urologiska kliniken är drivande i arbetet med prostatacancer.

Slemhinnebiologi är ett smalt forskningsområde och kunskapsutbytet sker mest med forskargrupper utomlands. I Lundagruppen finns en stark och internationellt efterfrågad kompetens i biokemi och metodologi.

– Kan ett smalt område hävda sin plats gentemot de breda och stora forskningsprogram som byggs upp inom utvalda områden?

– Det blir kanske svårt, gissar Ingemar Carlstedt. En förutsättning är att vi kan arbeta och få plats i stora nätverk. Vi lever i en föränderlig värld och det pågår en kraftig strukturomvandling inom svensk forskning. Jag är rädd att trenden mot breda program kan innebära att vi förlorar i pluralism. Och det är kanske pluralismen som är universitetens själ.

SOLVEIG STÅHL

Lunds universitet
Webmaster@lu.se
2001-12-14