Wallenberg Academy Fellows

Reder ut mekanismer bakom infektion

Vad händer egentligen i kroppens celler när de invaderas av farliga bakterier och parasiter? Christian Hedberg använder bland annat legionellabakterien för att utforska viktiga biokemiska mekanismer i infektionsprocessen. Förhoppningen är att forskningen ska leda fram till nya effektivare läkemedel mot infektion.

Sommaren 2014 gick Christian Hedbergs flyttlass från Dortmund i Tyskland till Umeå. I flytten tog han med sig hela sin forskning från Max Planck Institute of Molecular Physiology, inklusive tre tyska forskare och en del instrument.

– Umeå universitet har gjort stora ansträngningar för att allt skall bli så bra som möjligt. Jag är väldigt imponerad av forskningen som finns här. Den största utmaningen är nog att etablera sig i det svenska systemet, säger han.

Utan stödet från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse hade denna fullskaliga rekrytering inte varit möjlig att genomföra, betonar Christian Hedberg.

– Jag kunde också ta med mig pengarna jag fått från tyska forskningsrådet, DFG, till Sverige. Alla stora forskningsfinansiärer i Europa har skrivit under ett dokument om ”grant money mobility”, det är väldigt smidigt.

”Anslaget är unikt och innebär en fantastisk möjlighet. Hade jag inte blivit Fellow hade jag troligen blivit kvar i Tyskland. Det här var nog enda möjligheten för mig att komma tillbaka till Sverige, och det var sista chansen att bli nominerad för jag var precis på väg att falla för åldersstrecket.”

Från cancer till infektioner

Christian Hedberg åkte till Max Planck Institutet för en postdok 2006, efter att ha disputerat i organisk kemi vid Uppsala universitet. Målet med vistelsen var att bredda sin kompetens mot mer biovetenskapliga applikationer av organisk kemi, berättar han.

– Efter tre år startade jag min egen grupp. Då tittade vi i huvudsak på cancer, det låg i linje med den övergripande profilen för institutet. Jag började så småningom, lite vid sidan om, studera nya tillämpningar för de metoder vi hade och såg då att det fanns mycket vi kunde göra på infektionsområdet.

Målet med Christian Hedbergs forskning är att skapa ökad förståelse för de kemiska processer som sker inuti celler när de infekteras av patogener, till exempel bakterier och parasiter. Kunskapen kan på sikt bli viktiga pusselbitar i utvecklingen av nya läkemedel, hoppas han.

– Vi förstår idag väldigt lite hur infektion fungerar på intracellulär nivå, det finns otrampad mark att upptäcka. Det som är unikt med min forskning är att vi tittar kemiskt på vad som händer runt infektionerna. Det är få som gör det.

Det Christian Hedberg söker efter i de nyinredda kemilabben och i olika djurförsök, är mekaniska likheter mellan olika organismers sätt att ”kidnappa” och modifiera värdcellen vid infektion. Likheterna struktureras och systematiseras noggrant.

– Bakteriologer tittar mer på genetiska likheter och många tycker att det jag gör är jättekonstigt. Men infektionsforskning kan vara rätt statisk och behöver en liten kick för att röra på sig. Nu radar vi upp flera av dessa intracellulära patogener sida vid sida, och så jämför vi. Här i Umeå har vi möjlighet att få support av starka forskningsmiljöer inom många olika infektionsområden.

Legionella startpunkten

Christian Hedberg studerar bland annat bakterien Legionella pneumophila och en elak parasit som heter Cryptosporidium. Legionella kan ge legionärssjuka, en form av lunginflammation. Cryptosporidium, som ibland finns i dricksvatten, orsakar kraftig diarré hos både djur och människor. Tarminfektionen kryptosporidios kan vara livshotande för personer med nedsatt immunförsvar.

Legionella är en så kallad gramnegativ bakterie med tunna cellväggar, och valdes för att den är relativt lätt att arbeta med, förklarar Christian Hedberg.

– Man kan genetiskt modifiera den och den växer snällt i ett provrör. Det var när jag började studera legionella som jag förstod att det kunde finnas likheter med andra intracellulära patogener.

Sväljmekanism aktiveras

De celler från immunförsvaret som legionellabakterien invaderar kallas makrofager. Väl inne i cellen släpper bakterien ut hundratals proteiner som modifierar makrofagens egna proteiner och tar kommando över cellen.

– Legionella vill bli uppäten av makrofager för att kunna reproducera sig. Vi har rätt nyligen hittat små molekyler på bakterien som aktiverar sväljmekanismen hos dessa makrofager. Den här kunskapen är generellt sett jätteviktig för att förstå de intracellulära processerna vid infektion, säger Christian Hedberg.

När det gäller forskningsspåret om kryptosporiodos samarbetar han med forskare vid Frankrikes lantbruksuniversitet Inra. Parasiterna som används i studien odlas fram på Inra i kalvars magar och lagras i frysar på labbet här i Umeå. En kalv ger material som räcker för forskning i ungefär ett år.

Man vet, avrundar Christan Hedberg, att ett enzym som katalyserar fettbildning är central för att infektionen ska få fäste i värdcellen. Forskargruppen har testat en befintlig läkemedelssubstans som slår på cellernas fettsyraomsättning, och fått goda resultat på möss och smågrisar som bär på parasiten.

– Substansen gör att ”krypton” inte får rätt sorts fettsyror från värdcellen och dör. Nu söker vi efter ännu effektivare så kallade fettsyrasyntasinhibitorer i läkemedelsbolagens stora bibliotek. För kan vi inhibera, stoppa, bildandet av de fettsyror som parasiten behöver så är den stekt.

Text Susanne Rosén
Bild Magnus Bergström