En tumördetektiv med ett effektivt förstoringsglas

Uppgiften att spåra enstaka molekyler i blodet för att se om cancerceller finns kvar i kroppen är ungefär som att leta efter en nål i en höstack. Men nu utvecklar forskaren Anders Ståhlberg en avancerad mätmetod för att upptäcka cirkulerande tumör-DNA med hjälp av ett enkelt blodprov.

Anders Ståhlberg har en viktig drivkraft som styr hans forskning om barncancer.

– Jag drivs av att kunna mäta saker, att utveckla idéer och övertyga andra att tro på dem och åstadkomma något. Det är det jag brinner för och alltid gjort, säger han.

Efter utbildning till civilingenjör inom bioteknik riktade han in sin doktorsavhandling mot molekylära tekniker för att kunna mäta enskilda celler i kroppen. Men för att mätningarna skulle komma till nytta för patienter bytte han spår. Han ville förstå mekanismerna bakom cancercellers uppkomst. Så småningom fick Anders Ståhlberg möjlighet att starta en forskningsgrupp om sarkom, cancer i mjukdelar och skelett, vid Göteborgs universitet och Sahlgrenska universitetssjukhuset.

Inspiration i USA

För att kunna utveckla metoder att spåra cancerceller tog han med sig familjen till USA.

– Jag behövde lite ny inspiration och ville lära mig mer om DNA-sekvensering, förklarar han.

På Boston Medical Center utvecklade han en teknik för att kunna mäta tumör-DNA genom ett enkelt blodprov. När cancerceller dör vid tillväxt eller behandling läcker nämligen små molekyler av skadad arvsmassa, som är typisk för tumörcellerna, ut i blodet. Men att spåra dem bland tiotusentals friska DNA-molekyler har tidigare varit som att leta efter en nål i en höstack.

– Det mesta DNA vi har i blodet kommer ju inte från tumörceller. Det är enstaka molekyler, till och med arvsmassan från en enda cancercell, som vi letar efter i blodet.

Molekyljakt genom blodprov

Tumör-DNA kan spåras vid vanlig gensekvensering, men inte på detaljnivå. Med Anders Ståhlbergs metod kan däremot varje molekyls DNA-sekvens, som kan liknas vid dess fingeravtryck, mätas enskilt. Det görs genom att patienternas DNA som finns i blodplasman behandlas med speciella kemikalier som omvandlar, eller bygger om, DNA-molekylerna. Genom att jämföra med hur en frisk cells sekvenser ser ut kan avvikelser upptäckas. Felaktiga variationer blir en signal att tumör-DNA, det vill säga spår från en tumör i kroppen, har hittats.

Mättekniken resulterar i stora datamängder där en enda tumörmolekyl kan upptäckas bland tio tusen friska.

Metoden är generisk, det vill säga den skulle kunna anpassas för att mäta cirkulerande tumör-DNA även vid andra cancerformer. Framöver kan den bli ett viktigt komplement till de bildanalyser som idag används för att se kvarvarande cancervävnad.

Med hjälp av flera finurliga uppfinningar försökte han få de komplicerade mätningarna att fungera i Bostonlabbet. Glädjen var stor när positiva resultat dök upp på dataskärmen.

– Det var många steg, men det var ett riktigt häftigt ögonblick när vi körde experimentet och såg att det här kommer att fungera. Det var inte bara en teoretisk idé som lät bra på pappret.

 

Precisionsmetod

Anders Ståhlberg kom tillbaka till Sverige med en mätmetod som med hög precision kan påvisa tumör-DNA hos barn med sarkom.

– I vanliga fall kanske det går att hitta en tennisboll i höstacken, men med den här tekniken till och med en nål. Om vi hittar mycket tumör-DNA i blodet vet vi att tumören finns kvar. Om det försvinner kan det vara tecken på att tumören har minskat eller försvunnit. Och kan vi se det här i blodprovet redan under behandling så får vi ju snabbare svar. 

Informationen ger möjlighet att övervaka och styra behandlingen för att få önskad effekt samtidigt som skadliga komplikationer undviks. Vid uppföljningar av patienter kan tecken på återfall även upptäckas tidigt.

– Vi inriktar oss mycket på mätningar där vi i framtiden kan skräddarsy behandlingar för varje barn så att rätt behandling kan ges vid rätt tillfälle i tiden. Då kan man minska både över- och underbehandling.

Forskningsresultaten ser lovande ut.

– Vi ser att tumör-DNA i blodet påverkas av hur bra behandlingen går. Även om vi inte har hela bilden klar för oss ännu så återspeglas förloppet för patienterna.

 

Anpassa till fler cancerformer

Forskning pågår även för att se om metoden kan anpassas till andra cancerformer. Målet är att analyserna inom några år ska bli ett kliniskt behandlingsunderlag. 

– Tekniken är redo, men nu behöver vi hitta vilka kliniska tillämpningar bland många frågeställningar där patienterna verkligen har nytta av den.

När Anders Ståhlberg berättar om sin forskning, som stöds av Barncancerfonden, följer meningarna snabbt på varandra. Han beskriver sig som en entusiast som ibland nästan måste tona ner sig lite. Han kan bli lyrisk när mönster syns i stora datamaterial och är sprittande glad i flera dagar om medarbetare kommer in med goda nyheter.

– Jag är väldigt optimistisk och ser jag möjligheter att få saker att funka experimentellt då är jag på hemmaplan. Det är en stor förmån att få forska och kunna bidra till något som gör skillnad, säger Anders Ståhlberg.

Fakta: Tumör-DNA

Inuti våra celler finns vårt DNA, vår arvsmassa, där den genetiska informationen talar om för kroppens celler hur de ska fungera och bete sig. En bakomliggande orsak till cancer är att fel uppstår i arvsmassan. Detta bidrar till att cancerceller kan dela sig och växa okontrollerat.

När tumörceller i ett organ dör vid behandling eller vid tillväxt, läcker DNA-molekyler ut i blodet där de sedan cirkulerar. Hittills har det varit svårt att genom blodanalyser upptäcka dessa enstaka molekyler från solida tumörer och därmed få ett kvitto på hur framgångsrik en behandling är.

Fakta: Sarkom

Tumörsjukdomar som uppstår i muskler, senor, bindväv eller skelett kallas för sarkom. Sarkom delas upp i mjukdelssarkom och skelettsarkom. Den vanligaste typen som drabbar barn är rhabdomyosarkom, en form av mjukdelssarkom som utgår från kroppens muskler.

Behandlingen är ofta en kombination av cytostatika, strålbehandling och operation.