Wallenberg Academy Fellows

Utforskar mekanismer bakom kronisk tarmsjukdom

Eduardo Villablanca studerar hur balansen mellan tarmens mikroflora och immunsystem ibland rubbas, och leder till kroniska tillstånd som inflammatorisk tarmsjukdom. Målet är att hitta de mekanismer som stör balansen och sedan försöka återställa den.

Det som sker i tarmen stannar inte i tarmen. Det kan få konsekvenser för hela kroppen, förklarar Eduardo Villablanca.

– I tarmen har vi ett komplext system för att utbyta information med omgivningen. Via detta system förses immunsystemet med instruktioner. Om dessa instruktioner är inkorrekta på något sätt, kan immuncellerna orsaka skada antingen i tarmen eller någon annanstans.

I sitt labb på Karolinska Institutet i Solna försöker Eduardo Villablanca och hans forskargrupp förstå vad som går snett i tarmens immunförsvar vid inflammatoriska tarmsjukdomar, IBD, som ulcerös kolit och Crohns sjukdom.

– För att må bra i tarmen är det viktigt att bibehålla den så kallade homeostatiska balansen mellan mikrofloran och immunsystemet. När den balansen rubbas så uppstår sjukdom.

Tolerans och inflammation

Det främsta målet med Eduardo Villablancas forskning är att förstå balansen mellan tolerans och inflammation i tarmen. Planen är att använda den kunskapen för att hitta de cellulära och molekylära mekanismer som kontrollerar inflammation och immunitet, förstå dess betydelse för uppkomsten av IBD.

– Vi vill veta hur den här balansen etableras. Och hur man kan återfå den om den är skadad eller modifiera den om det krävs.Tack vare teknologins stora framsteg går det numera att kartlägga såväl hela tarmfloran som enstaka immunceller, berättar Eduardo Villablanca när han visar runt på labbet.

– På Karolinska Institutet och SciLife Lab, som vi är affilierade till, kan vi utföra experiment med den bästa utrustningen som finns för att tackla de här frågorna.

Dendritceller instruerar

Eduardo Villablanca kommer från Chile där han studerade molekylär bioteknologi och gjorde sitt examensarbete inom utvecklingsbiologi. Han gillar att resa och det förde honom till Europa och Università Vita-Salute i Milano, där han 2007 disputerade i immunologi. 

Under perioden som postdoktor i USA, då han forskade på Harvard Medical School i Boston och på Broad Institute i Cambridge, väcktes intresset för magtarmkanalens immunsystem.

– Jag undersökte hur vitamin A, som vi får från maten, ger så kallade dendritceller och T-celler signaler att inducera tolerans i magen.

Vårt immunsystem består av två försvarslinjer, den ena medfödd och den andra förvärvad. Dendritcellers speciella förmåga att både aktivera och reglera funktioner i vårt förvärvade immunförsvar upptäcktes redan 1973 av den amerikanska forskaren Ralph Steinman. År 2011 fick han postumt Nobelpriset i medicin för sin upptäckt. Mycket välförtjänt, anser Eduardo Villablanca.

– Dendritceller är avgörande i orkestreringen av immunsvaret, genom att antingen framkalla tolerans eller inflammation när det behövs. De känner av omgivningen och ger instruktioner till andra celler, till exempel T-celler som bekämpar infektion.

Eduardo Villablanca, som flyttade till Sverige 2015, fokuserar nu på de celler som tar emot instruktioner från dendritcellerna. Han är fortfarande intresserad av frågor som rör diet och näringsämnens roll i immunsystemet.

– Bland annat vill jag ta reda på hur den västerländska dieten påverkar balansen i magtarmkanalen.

“Anslaget från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse ger mig möjligheter att sätta ihop ett multidisciplinärt forskarteam som kan utforska helt nya områden. Vi gör nu forskning som ligger i framkant av kunskapsfronten. Utan det här stödet hade jag nog satsat på mer säkra kort.”

Zebrafisk en bra modell

Tidigare forskning har visat att det finns 163 mutationer hos patienter med IBD. Men än så länge har forskarvärlden inte lyckats komma på hur och varför mutationerna rubbar tarmens homeostatiska balans.

– Vi försöker nu hitta nya metoder som kan ge svar på det här.

Många forskare studerar mutationerna in vitro, det vill säga utanför organismen i petriskålar. Ett stort problem, enligt Eduardo Villablanca, är att det är svårt att översätta det man hittar till in vivo-modeller, där testerna görs i djur eller människan. Det behövs sätt att slå ihop de två modellerna, menar han.

En lösning är att använda zebrafiskar. Eduardo Villablanca är väl bekant med den lilla fisken sedan studierna i Chile.

– De är små och har egenskaper som fungerar bra för att testa många saker samtidigt i en högeffektiv screening med en in-vivo-approach.

Zebrafisken kan också användas för att prova nya cellterapier, för att till exempel laga skadad vävnad. I andra experiment passar möss bättre. Så småningom kommer forskningsfynden verifieras även i tester på människan.

Twittrar om vetenskap

Det har varit en del att stå i det första året som forskningsledare, så Eduardo Villablanca har inte hunnit twittra så mycket. Vanligtvis lägger han mycket tid och energi på att kommunicera vetenskap, bland annat på sociala medier, och även i projekt med konstnärlig touch.

– Ja, att berätta och förklara för andra vad du gör och har upptäckt är en av de mest spännande och viktiga saker man kan göra som forskare. När jag får en chans att kommunicera vetenskap så tar jag den.

Text Susanne Rosén
Bild Magnus Bergström