Vad berättar sockertäcket på våra celler för oss?

Våra celler är belagda med sockerarter som lagrar information och talar ett hemligt språk. Vad vill de berätta för oss? Jo, vilken blodgrupp man har, i första hand, men också om man har cancer eller inte. Kemibiologen Carolyn Bertozzi undersöker hur sockermolekyler på cancerceller interagerar med (och ibland också lurar) kroppens immunförsvar. Läs mer om hur kroppen upptäcker cancer och hur de senaste läkemedlen mot cancer kan hjälpa kroppens immunförsvar att besegra sjukdomen.

Mitt tal handlar om socker och cancer.

Jag blev intresserad av socker
när jag gick i college.

Inte det här sockret.

Utan sockret som våra
biologiprofessorer lärde oss om

som beläggning på våra celler.

Kanske visste ni inte att era celler
är täckta med socker.

Det visste inte jag heller,

tills jag tog dessa kurser på college,

men på den tiden -

och detta var på, låt oss bara
kalla det 1980-talet -

folk visste inte mycket om varför
kroppens celler är belagda med socker.

När jag grävde i mina anteckningar,
märkte jag att jag hade skrivit ner

att sockerlagret på våra celler
är som sockerbeläggningen

på en M&M-jordnöt.

Och folk trodde att
sockerbeläggningen på våra celler

var som en skyddande hinna

som på något sätt gjorde våra celler
starkare eller hårdare.

Men vi vet idag, många årtionden senare,

att det är mycket mer komplicerat än så,

och att sockerarterna på våra celler
är faktiskt väldigt komplexa.

Om man kunde krympa sig
till ett litet miniatyrflygplan

och flyga utmed cellytorna,

skulle det kanske se ut så här -

med geografiska egenskaper.

Och de komplexa sockerarterna
är dessa träd och buskar,

tårpilen som svajar i vinden

och rör sig med vågorna.

När jag började tänka på
alla dessa komplexa sockerarter

som ser ut som det här
lövverket på våra celler,

blev det ett av de mest intressanta
problem som jag stött på

som biolog, och även som kemist.

Och nu tenderar vi
att tänka på sockerarterna

som befolkar våra cellytor

som ett slags språk.

De har en hel del information
lagrad i sina komplexa strukturer.

Men vad är det de försöker
tala om för oss?

Jag kan berätta att vi vet
en del av informationen

som kommer från dessa sockerarter

och det har redan visat sig
att vara oerhört viktigt

inom medicinen.

Till exempel, en sak som
kroppens sockerarter talar om för oss

är din blodgrupp.

Dina blodceller, röda blodkroppar
är täckta av sockerarter,

och den kemiska strukturen hos dessa
sockerarter bestämmer din blodgrupp.

Jag vet till exempel att jag har
blodgrupp O.

Hur många här har blodgrupp O?

Räck upp handen.

Den är rätt så vanlig.

Med så få händer i luften
är ni antingen inte uppmärksamma

eller känner inte till er blodgrupp,
och det är lika dåligt.

(Skratt)

Men för de som har blodgrupp O som jag,

betyder detta att vi har
denna kemiska struktur

på ytan av våra blodkroppars:

tre enkla sockerarter kopplas ihop
och bildar ett mer komplext socker.

Och det är per definition blodgrupp O.

Så, hur många här har blodgrupp A?

Här.

Det betyder att det finns
ett enzym i dina celler

som lägger till ytterligare en byggsten,

den röda sockerarten,

som gör strukturen ännu mer komplex.

Och hur många har blodgrupp B?

Ganska många.

Ni har ett något annorlunda enzym
än A-gruppen

som bygger en något annorlunda struktur,

och de av er som har blodgrupp AB

har ärvt det enzymet från mamma,
och det andra enzymet från pappa,

och bildar båda strukturerna
i ungefär lika stora mängder.

När detta upptäcktes,

någon gång under förra seklet,

möjliggjorde det en av de viktigaste
medicinska behandlingarna i världen,

som givetvis är blodtransfusionen.

Genom att känna till blodgruppen

kan vi säkerställa,
vid behov av en transfusion,

att även givaren har samma blodgrupp,

så att mottagarens kropp
inte stöter på främmande sockerarter,

som den inte känner igen
och säkerligen avvisar.

Vad mer vill sockerarterna
på cellytan berätta för oss?

De kan kanske tala om att man har cancer.

För några årtionden sedan,

började vi se samband
vid analyser av tumörvävnad.

Det typiska scenariot är att man upptäckte
en tumör hos patienten,

vävnaden avlägsnades vid en biopsi

och skickades sedan till ett patologlab,

där vävnaden analyserades
för att upptäcka kemiska förändringar

som gav onkologen information
om den bästa behandlingsplanen.

Och det vi upptäckte i sådana studier

var att sockerarterna ändras

när cellen övergår
från att vara frisk cell till sjuk cell.

Sådana samband har setts
om och om och om igen.

Men en viktig fråga på detta område
har varit: Varför?

Varför bär cancerceller andra sockerarter?
Vad innebär det?

Varför händer det och vad
kan man göra om det visar sig

vara relaterat till sjukdomsprocessen?

En typ av förändringar som vi studerar

är en ökning i densiteten
av ett visst socker

som kallas sialinsyra.

Jag tror att det här kommer att bli
en av de viktigaste sockerarterna

i vår tid,

så jag vill uppmuntra alla
att bekanta sig med ordet.

Sialinsyra är inte
den typ av socker som vi äter.

Det är en annan typ av socker.

Det här är en sorts socker
som faktiskt förekommer

i viss mängd på alla celler i kroppen.

Det är faktiskt rätt
vanligt på cellytorna.

Men av någon anledning,

kan cancerceller, åtminstone
i avancerat sjukdomstillstånd,

uppvisa större mängder av sialinsyra

jämfört med en normal frisk cell.

Varför?

Vad betyder det?

Det vi har lärt oss

är att det måste ha
med immunförsvaret att göra.

Låt mig berätta lite om
vikten av vårt immunförsvar

när det gäller cancer.

Och det här tror jag att
vi hör ofta i nyheterna idag.

Vi börjar allt mer bli bekanta med termen

"immunterapi mot cancer."

Några av er kanske känner till människor

som drar nytta av dessa nya sätt
att behandla cancer.

Det vi vet idag är att våra immunceller,

vita blodkroppar
som rör sig i blodcirkulationen,

dagligen skyddar oss
från saker som har gått snett,

inklusive cancer.

I den här bilden,

föreställer de små gröna bollarna
immuncellerna,

och den stora rosa är en cancercell.

Dessa immunceller vandrar runt
och smakar på alla celler i kroppen.

Det är deras jobb.

Och för det mesta smakar cellerna OK.

Men lite då och då,
kan en cell smaka illa.

Förhoppningsvis är den en cancercell,

och när immunkropparna
känner den dåliga smaken,

inleds ett angrepp som dödar de cellerna.

Detta vet vi.

Vi vet också att om vi kan
förstärka den provsmakningen,

och få immuncellerna att
ta en större tugga

av en cancercell,

då blir du bättre på att skydda dig
från cancer varje dag

och kan kanske också bota cancer.

Nu finns ett par läkemedel
ute på marknaden

som används vid behandling
av cancerpatienter

och som fungerar precis på detta vis.

De aktiverar immunförsvaret

så att det blir mer kraftfullt

i att skydda kroppen mot cancer.

Ett av dessa läkemedel

kan mycket väl ha räddat
president Jimmy Carters liv.

Minns ni att president Carter
led av malignt melanom,

som hade spridit sig till hjärnan

och en sådan diagnos
åtföljs oftast av siffror

som "månader kvar att leva."

Men han blev behandlad med ett
av dessa nya immunstimulerande läkemedel,

och nu verkar hans melanom vara
på bättringsvägen,

vilket är strålande,

med tanke på situationen
för bara några år sedan.

Det är faktiskt så anmärkningsvärt

att det förekommer kommentarer
som den här:

"Cancer står inför
ett penicillingenombrott" säger vissa,

om de här nya immunterapiläkemedlen.

Det är ett vågat påstående om en sjukdom

som vi länge har kämpat emot,

en kamp vi för det mesta har förlorat.

Så det här är mycket spännande.

Men vad har det med sockerarter att göra?

Jag ska berätta för er
vad vi har lärt oss.

När en immuncell gosar
med en cancercell för att smaka på den,

letar den efter tecken på sjukdom,

och om den hittar sådana tecken

aktiveras cellen och inleder
en missilattack som dödar cellen.

Men om cancercellen har en tjockt
lager av sockerarten sialinsyra runt sig,

ja, då smakar den ganska gott.

Det finns ett protein på immuncellens yta
som fångar upp sialinsyran,

och om detta protein hamnar i synapsen

mellan immuncellen och cancercellen

bedövar det immuncellen.

Sialinsyran säger till immuncellen:

"Den här cellen är ofarlig,
det finns inget att hitta här, gå vidare.

Leta någon annanstans"

Med andra ord,

så länge kroppens celler är utrustade
med en kappa av sialinsyra,

ser de helt fantastiska ut, eller hur?

Det är fantastiskt.

Och vad händer om man avlägsnar kappan

och tar bort sockret?

Då kan immunförsvaret

kanske se cancercellen
för vad den egentligen är:

något som ska förstöras.

Och det är just det vi gör på mitt labb.

Vi utvecklar nya läkemedel

som i princip är ett slags
gräsklippare för cellytor -

molekyler som tar sig
långt ner till cancercellens yta

och klipper bort dess sialinsyra,

så att immunförsvaret kan
nå sin fulla potential

och eliminera cancercellerna i kroppen.

Som avslutning,

låt mig bara påminna er igen:

våra celler är täckta av sockerarter.

Sockerarterna talar om
för de omgivande cellerna

om cellen är god eller ond.

Och detta är viktigt,

eftersom kroppens immunförsvar
lämnar de goda cellerna ifred.

Annars skulle vi drabbas av
autoimmuna sjukdomar.

Men då och då får cancern förmågan

att uppvisa de nya sockerarterna.

Och nu när vi förstår

hur dessa sockerarter trollbinder
immunförsvaret,

kan vi utveckla nya mediciner
som får immuncellerna att vakna upp

och säger till dem, "strunta i
sockret, gå på cellen istället

och mumsa i dig gott
på bekostnad av cancern".

Tack.

(Applåder)