Satsning på stamceller och nanovetenskap

Stamceller och nanopartiklar hör till de mest uppmärksammade och framtidsinriktade forskningsfälten i den vetenskapliga världen. Nu lyfter Knut och Alice Wallenbergs stiftelse fram två sådana projekt vid Linköpings universitet genom en finansiering på totalt 62 miljoner kronor.

En stamcell kan utvecklas till alla typer av nervceller. Men först måste den veta inte bara var i hjärnan den befinner sig, utan också vilken tid på dygnet det är. Forskare vid Linköpings universitet och Karolinska institutet hoppas nu ta stamcellsforskningen ett steg närmare målet – bot mot olika neurologiska sjukdomar.

– Om man kan koppla kunskapen om hur de läser av sin position med en insikt om hur de kollar klockan, då öppnas stora möjligheter till stamcellsterapi, säger Stefan Thor, professor i utvecklingsbiologi vid LiU.

När Knut och Alice Wallenbergs stiftelse fördelar årets projektbidrag till medicinsk, naturvetenskaplig och teknisk forskning går 47 miljoner kronor till Stefan Thor och hans medsökande Johan Ericson och Jonas Muhr vid KI. Pengarna ska finansiera fem års forskning kring stamcellernas tidsberoende förändringar.

När Stefan Thor kom till LiU efter tio år vid Harvard Medical School i USA etablerade han ett laboratorium för studier av bananflugans utveckling från embryostadiet, en verksamhet som avslöjat många dittills okända mekanismer som styr hur specifika nervceller, neuroner, bildas. Nu vill han ta steget över till ryggradsdjuren, och komplettera studier av bananflugan med zebrafisk som modellsystem. Tajmingen är perfekt eftersom det senare i höst startas ett zebrafisklaboratorium vid Hälsouniversitetet.

– Zebrafisken har fördelen att den är transparent och att embryot utvecklas utanför mamman. Med hjälp av fluorescerande proteiner kan vi följa stamcellerna och testa olika geners funktion, säger Stefan Thor.

Parallellt med dessa studier i Linköping arbetar KI-forskarna med stamcellsutveckling hos embryon från kyckling och mus.

– När projektet är i mål om fem år hoppas jag att vi har fått en betydligt bättre inblick i hur ryggradsdjurens stamceller tillverkar olika slags neuroner. Kanske kan vi även lösa problemet med att stamceller delar sig för länge vilket utgör en risk för cancer, säger Stefan Thor.

Nanopartiklar efterfrågas idag för tillämpningar inom vitt skilda områden. Problemet är hur de ska tillverkas för att få exakt rätt egenskaper. Ett forskningsprojekt vid Linköpings universitet skapar skräddarsydda partiklar i ett superintensivt plasma.

Projektet som beviljats ett bidrag på drygt 15 miljoner kronor för två år – med chans till fortsatt finansiering i ytterligare tre år – leds av Ulf Helmersson, professor i plasma- och beläggningsfysik. Det var när han lyssnade på ett föredrag av sin professorskollega Kajsa Uvdal som idén föddes. Uvdal, som forskar om medicinska tillämpningar av nanopartiklar, diskuterade hur man skulle kunna få bättre kontroll och exakthet vid tillverkningen.

– Vår grupp är världsledande på att skapa tunna metallfilmer med pulsad plasmateknik. Nu kan vi ta denna erfarenhet vidare till ett helt annat område med möjlighet att lösa ett viktigt problem för många forskningsfält, säger Ulf Helmersson.

Projektet fokuserar på katalys, polymera lysdioder och biomedicinsk avbildning. Andra exempel är miljöteknik, solenergi, spinntronik och medicinsk diagnostik.

Ett plasma är ett elektriskt laddat gasmoln, som i ett lysrör eller ett norrsken. I laboratoriet alstras det i en vakuumkammare, där man genom att skicka in täta strömpulser uppnår en mycket hög intensitet. Från en metallkälla frigörs atomer som i den extrema miljön slås ihop till negativt laddade kluster vilka i sin tur attraherar metalljoner som skapats i det intensiva plasmat. På så sätt kan klustren växa till önskad storlek.

– Genom att variera längden, frekvensen och effekten på pulserna kan vi styra och kontrollera tillväxten. Vi lägger på lager efter lager, som i en lök, säger Helmersson.

Partiklarna kan byggas av alla ledande material och dessutom halvledare i form av oxider och nitrider. Metoden är patenterad i Sverige och ägs nu av företaget TiÅ AB, grundat av forskarna och Universitetsholding i Linköping AB. Ett samarbete med två internationella företag har inletts.

Medsökande är Igor Abrikosov, Magnus Odén, Lars Ojamäe, Nathaniel D. Robinson och Kajsa Uvdal, alla vid Linköpings universitet, och Ludvig Edman, Umeå universitet.

Kontakt:
Stefan Thor, professor, 010-1035775, stefan.thor@liu.se
Ulf Helmersson, professor, 013-281685, ulf.helmersson@liu.se (i Japan 6–12 oktober)
Daniel Söderström, PhD, forskarassistent, 013-282456, daniel.soderstrom@liu.se

Göran Sandberg, verkställande ledamot i Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, 08-545 017 80, kaw@kaw.se