2022–2023

I den globala frontlinjen i för Lab-on-a-chip-tekniken

Detta projekt engagerar forskare från fler olika fält inom Lunds universitet och leds av Takehiko Kitamori, professor i Kemiteknik vid Universitetet i Tokyo. Kitamori ses som en pionjär i sitt framgångsrika arbete med nano- och mikrofluidik och det tvärvetenskapliga Lab-on-a-chip fältet (LOC). I hans team ingår ett tjugotal forskare utspridda mellan Tokyo, Taiwan och Lund som är i ständig kontakt med varandra.

Projektet syftar till att flytta gränserna för vad som hittills varit möjligt när det handlar om molekylär analys av innehållet i enskilda celler. Dagens tekniker har utvecklats oerhört snabbt vad gäller genetisk analys av enskilda celler där hela arvsmassan nu kan kartläggas på en dag.

Men även om analys av cellens arvsmassa och genuttryck är oerhört kraftfulla verktyg för förståelsen av sjukdomsmekanismer, så ger det bara halva sanningen. Cellens arbetshästar är proteiner som cellen själv tillverkar enligt instruktionerna som står programmerade i generna och det är inte förrän man även verifierat att proteinerna verkligen finns där som aktiva biomolekyler som vi kan klarlägga biologiska och medicinska samband. Det är bara genom analys av förekomsten och interaktioner hos cellens alla proteiner som vi kan klarlägga dessa samband. Med den snabba utvecklingen av biologisk masspektrometri har vi fått ett nytt redskap som kan mäta förekomsten av flera tusen proteiner på en gång. Detta är dock inte möjligt att göra med materialet från en enskild cell, utan man måste samla innehåll från många hundra eller tusen celler för att instrumentens känslighet skall räcka till.

Genom att anpassa provhanteringen med hjälp av nanobioteknik till att kunna hantera enskilda celler, ser vi nu en möjlighet att flytta gränsen för hur många celler som behövs för en masspektrometrisk analys ned till enskilda celler. I stället för konventionell provberedning integrerar vi nu alla processteg i en kontinuerlig process i nanoskala i så kallade Lab-on-a-chip som kan kopplas direkt till ett masspektrometri-instrument. Detta leder till minimerade provförluster och maximerad känslighet i den slutliga analysen som tillsammans med den kommande generationens masspektrometri-instrument ger möjligheter att förstå det intrikata molekylära spelet i enskilda celler.

Med denna förståelse kan vi på ett helt nytt sätt ta oss an de stora folksjukdomarna och identifiera olika varianter av det som idag går under en diagnos och i stället dela upp dessa patienter för en mer individanpassad behandling. Målet med projektet är att öppna dörren till ett helt nytt biologiskt spelrum och ur detta skapa förståelse och i slutändan förbättrad sjukvård.