Bananfluen viser vei i kreftforskning

De små irriterende fluene som surrer rundt på kjøkkenet vårt er i andre sammenhenger svært viktige. De er nemlig ideelle modellorganismer for å studere genfeil i kreftsvulster i mennesker.

Publisert
Tor Erik Rusten, forsker ved Oslo Universitetssykehus Radiumhospitalet. Foto: privat
Tor Erik Rusten, forsker ved Oslo Universitetssykehus Radiumhospitalet. Foto: privat

Bananfluer brukes i mange typer forskning, også i forskning på kreftsvulster. Hvorfor er det slik?

Gjennom slike studier kan man finne ut hva som forårsaker fremveksten av kreftsvulster hos mennesket. Samtidig kan man finne feil i prosesser som man vet er viktig i kreftutvikling, slik som kontroll av celledeling og celledød, og dermed sjekke om denne feilen i fluen også finnes i kreftsvulster i mennesket.

- Ved å gå frem og tilbake mellom mennesket og modeller som mus og fluer oppnår man hurtigere en bedre viten, nye diagnosemetoder eller behandling som ikke ellers ville vært mulig, sier forsker Tor Erik Rusten ved Oslo Universitetssykehus Radiumhospitalet.

Rusten har brukt bananfluer (Drosophila melanogaster) som modellsystem i over ti år og kan nok sies å være Norges ekspert på dette området. Modellorganismen brukes også som et viktig verktøy ved de beste kreftforskningsinstitusjonene i verden for å oppnå ny viten om kreft.

Hurtigvoksende og billig i drift

Når vi ser på og sammenligner bananfluen med vårt eget ytre har vi ikke mange likhetstrekk. Sammenligner vi derimot genene våre er det mye som er likt.

I løpet av evolusjonen er det nemlig noen spesifikke deler av det genetiske materialet som er godt bevart i mange ulike arter. Dette, sammen med mange andre fordeler, gjør bananfluen svært attraktiv som modellorganisme i blant annet kreftforskning.

Bananfluer i kultur i laboratoriet. Foto: privat
Bananfluer i kultur i laboratoriet. Foto: privat

- Bananfluene har en veldig kort livssyklus, noe som gjør dem ideelle å jobbe med i laboratoriet. Etter en befruktning går det nemlig kun 10 dager før rundt hundre nye befruktningsdyktige fluer er produsert, forklarer Rusten.

Bananfluen er en flue i fruktfluefamilien, også kalt eddikfluer. I tillegg til bananer lever de av annen frukt, helst av det godt modne eller råtne slaget. De er også glade i eddik, øl- og vinrester. I laboratoriet blir derimot fluene matet med en standarddiett bestående av potetmos, stivelse, tørrgjær og sukker.

- Fluene er veldig enkle å jobbe med i laboratoriet. De krever lite utstyr og plass, samt at de er billige i drift sammenlignet med andre modellorganismer. Dette er en stor fordel under de harde økonomiske rammene forskning i Norge har i dag, påpeker Rusten.

Stimulerende og undertrykkende kreftgener

To typer gener som har vist seg å være svært viktige i kreftutvikling er proto-onkogener og tumorsuppressorgener, som har henholdsvis stimulerende og undertrykkende effekter på kreften.

Normalt sett er alle gener veldig nøye regulert slik at celler og organer i kroppen vår fungerer som de skal. Ved mutasjoner kan denne reguleringen bli brutt, noe som på sikt kan føre til kreftutvikling.

Proto-onkogener stimulerer i sin naturlige form cellevekst og celleutvikling. Ved mutasjoner og feilregulering vil derimot genene ”løpe løpsk” slik at de stimulerer celleveksten alt for mye, noe som igjen fører til kreft. De kalles da onkogener eller vi kan si kreftstimulerende gener.

Bananfluer, Drosophila melanogaster, hann til venstre og hunn til høyre. Foto: privat
Bananfluer, Drosophila melanogaster, hann til venstre og hunn til høyre. Foto: privat

Tumorsuppressorgener (svulstundertrykkende gener) virker motsatt, derav også synonymet antionkogener. Disse genene virker i sin naturlige form som en brems på celledelingen. Ved mutasjoner og feilregulering vil derimot denne bremsen slås av.

Igjen får vi økt cellevekst og kreftutvikling.

Genmanipulering

- I vår forskningsgruppe fokuserer vi på et svulstundertrykkende gen som heter fosfatidylinositol 3-kinase klasse III (PI3K-III). Vi vet at dette genet beskytter mot kreft i mus og mennesker, men det er fortsatt ukjent hvorfor og hvordan det gjør det, og dette ønsker vi å finne ut av, sier Rusten.

Genet produserer et enzym som påvirker såkalte signaleringsveier i cellen. Se for deg at cellen er en liten skog hvor mange ulike stier går fra skogkanten og inn til midten av skogen.

PI3K-III påvirker flere slike signaleringsveier eller skogstier som til slutt ender i kjernen eller midten av skogen.

Fluoriserende mikroskopibilder av øyelegemet til bananfluen. Til venstre ser vi en villtype flue med normal cellevekst og hundrevis av voksende celler. Til høyre ser vi en mutert flue med feilregulert cellevekst og tusenvis av voksende celler som danner en kreftsvulst. Alle cellekjernene er farget blå og kloner med voksende celler er farget grønne. Foto: privat
Fluoriserende mikroskopibilder av øyelegemet til bananfluen. Til venstre ser vi en villtype flue med normal cellevekst og hundrevis av voksende celler. Til høyre ser vi en mutert flue med feilregulert cellevekst og tusenvis av voksende celler som danner en kreftsvulst. Alle cellekjernene er farget blå og kloner med voksende celler er farget grønne. Foto: privat

- Ulik manipulering av PI3K-III genet i bananfluene gjør at vi kan finne ut hvilke ulike deler av enzymet som har de svulstundertrykkende egenskapene.

- Dette kan vi gjøre ved å sammenligne en manipulert flue med en som ikke er manipulert, en såkalt villtype, under mikroskopet, forklarer Rusten.

Nobelpris

- Ved å finne ut av alt dette kan man kanskje i fremtiden bruke resultatene til å utvikle medisiner som hjelper mot feil i disse prosessene eller til å identifisere markører som brukes til å angi prognosen av kreftsykdommen, sier Rusten håpefullt.

I tillegg til kreftforsking brukes bananfluen også i forskning på blant annet Alzheimer og diabetes.

Fluen har vært studert i over 100 år og ført til tre Nobelpriser. Den har til og med vært sendt ut i verdensrommet for å finne ut om kosmisk stråling førte til mutasjoner i genene.

- Nå gir vi all vår tillit til at vår lille fluevenn skal hjelpe oss videre i løsningen av det store kreftmysteriet og kanskje en ny Nobelpris, smiler Rusten.