Bild
Fredrik Sterky
Foto: Nicklas Lundh
Länkstig

Fredrik Sterky kartlägger hjärnans synapser

Publicerad

Fredrik Sterky är forskare vid institutionen för biomedicin, Göteborgs universitet. Han är också en del av Wallenbergcentrum för molekylär och translationell medicin, WCMTM. Fredriks forskargrupp intresserar sig för molekyler och mekanismer som reglerar bildningen av synapser i hjärnan. De försöker också förstå varför nedsatt funktion av synapsen leder till sjukdom.

Vad handlar din forskning om?

- Våra tankar och handlingar uppstår ur flödet av information mellan sammankopplade nervceller. Detta sker över så kallade synapser, specialiserade cell-till-cell-kontakter som vidarebefordrar signaler mellan sammankopplade nervceller. Nedsatt funktion av vissa synapser kan leda till olika (neuro)psykiatriska sjukdomstillstånd, till exempel autism eller schizofreni. Förlust av synapser tros också ligga bakom symptomen av neurodegenerativa sjukdomar såsom Parkinsons och Alzheimers sjukdom. Bildandet och mognaden av synaptiska anslutningar beror på specialiserade så kallade adhesionsproteiner på nervcellernas yta, vilka genom att binda till varandra skapar en fysisk kontakt mellan nervcellerna som ska koppla ihop sig. Ett exempel är en familj proteiner som kallas neurexiner, vilka kan binda till en rad olika partners på den kontaktade nervcellen, och därigenom formar egenskaperna hos en synaps genom att bestämma synapsens molekylära uppbyggnad. Mutationer i genen som kodar för neurexiner leder till ökad risk för att utveckla sjukdomar som autism och schizofreni.

– Min forskargrupp är intresserade av samverkan mellan protein-protein och protein-glykan, som neurexiner och deras partner, samt hur de bildar synaptiska kopplingar. Syftet är att öka vår förståelse för de grundläggande molekylära byggstenarna i våra hjärnor, och därmed bättre förstå varför sjukdomar uppkommer när dessa är rubbade.

Vilka frågor utgår din forskning från?

- I grunden utgår min forskningsgrupp från att förstå hur våra hjärnor normalt fungerar genom att försöka kartlägga vilken roll de molekylära byggstenarna har. Vi fokuserar på hur specifika proteiner bidrar till bildandet och funktionen av synapser. Vi tror att detta är betydelsefullt för förändringar i några av generna som kodar för de proteiner som orsakar sjukdom.

Vad är din vision?

Målet med vår forskning är att identifiera och på sikt kunna utveckla nya behandlingar som angriper grundorsaken till sjukdomen snarare än att bara påverka dess symptom. Med bättre förståelse för hur genetiska varianter och obalanser leder till sjukdom, i kombination med hjärnans förmåga att bilda synapser under hela livet, tror vi att detta kommer vara möjligt också för psykiatriska sjukdomar.

Varför började du med forskning?

- Jag har alltid varit intresserad av att förstå sjukdomar ur ett molekylärt perspektiv. Idag finns det fortfarande många sjukdomar vi inte förstår. Många av dem definieras till stor del utifrån symtom, snarare än utifrån sin underliggande orsak. För mig vore det mer meningsfullt att kunna rikta behandlingar mot den bakomliggande orsaken, men det kräver forskning. Forskningen behövs också för att bättre förstå den normala fysiologin hos våra celler och organ.

- Det är roligt att forska! Jag trivs med mitt arbete, särskilt med friheten att självständigt komma med nya idéer, testa dem och upptäcka nya saker. Vetenskap är spännande och givande, men ibland också utmanande.

Vilken är din vetenskapliga bakgrund?

- Jag har gått läkarprogrammet i Uppsala. Under min utbildning blev jag fascinerad av molekylärbiologi när vi läste om genetik och de tidiga experiment som varit banbrytande inom området. Då insåg jag att jag ville ägna mig åt forskning. Det var inget självklart val på den tiden, men jag har inte ångrat det. Jag roterade runt på flera labb innan jag så småningom fick kontakt med Nils-Göran Larsson på Karolinska Institutet. Tillsammans med Lars Olson, som är neuroforskare med fokus på Parkinsons sjukdom, drev jag ett projekt. Projektet innebar att vi utvecklade och studerade genetiskt modifierade möss för att undersöka nedsatt mitokondriell funktion i musmodeller. Projektet visade sig vara en bra blandning mellan experimentell genetik, grundläggande biokemi och neurovetenskap.

- Efter min doktorsexamen övergick jag alltmer till det neurovetenskapliga området. Under min tid som postdoktor var jag på Tom Südhofs labb vid Stanford University. Jag kom till hans labb samma år som han tilldelades Laskerpriset och senare Nobelpriset. Det var en rolig tid att vara där då. Mitt första postdoktorala projekt visade sig vara en återvändsgränd så i stället fick jag utforska många alternativa idéer och tekniker. Det resulterade inte i något, men jag lärde mig mycket av dessa "misslyckanden". Vid den här tiden blev jag intresserad av den grundläggande frågan om hur synapser bildas. Genom olika teknikinriktningar för att studera biologiska förlopp (proteomik) kartlade vi ett par proteiner som kan spela roll i denna process. I min nuvarande forskningsgrupp studerar vid detta fortfarande. Jag lärde mig också en metod för att omprogrammera humana stamceller till nervceller, som vi nu använder som modellsystem för att studera både grundläggande frågeställningar och sjukdomsmekanismer. Denna metod blev än mer användbar i kombination med gensaxen CRISPR/Cas9 för att kunna inducera specifika genetiska förändringar.

- Idag arbetar jag deltid kliniskt inom klinisk kemi vid Sahlgrenska Universitetssjukhuset. Arbetet innebär biokemisk och genetisk diagnostik av sjukdomar orsakade av genetiska förändringar som påverkar cellernas metabolism och fysiologi. Även om alla dessa förändringar är sällsynta är de relativt vanliga som grupp. Det finns tusentals unika tillstånd. Ibland upptäcker vi sjukdomar som aldrig tidigare har beskrivits. Vi försöker använda vårt nätverk av forskare samt forskningsmetodik för att överbrygga den kliniska diagnostiken och grundvetenskapen. Vi studerar till exempel cellprover från patienter för att stärka diagnosen och för att undersöka sjukdomens mekanismer.

Vem samarbetar du med?

- Vi samarbetar med många olika grupper. Det är nödvändigt, inte minst inom neurovetenskap som är ett så stort område. För att kunna publicera bra vetenskapliga artiklar behövs en stor bredd av olika tekniker som knappt ryms ens i de allra största labben. Därför samarbetar vi på projekt-till-projekt-basis med flera grupper här i Göteborg för att få tillgång till expertis och tekniker för proteinbiokemi, musbeteende och elektrofysiologi. Vi har även nära samarbeten med forskargrupper i Tyskland. Core Facilities här på Göteborgs universitet är också mycket värdefullt.

- På den kliniska sidan samarbetar vi inom ett nätverk av barnläkare, neurologer och kliniska genetiker på Sahlgrenska Universitetssjukhuset. Det ger oss möjlighet att arbeta med medicinsk forskning och problem som upptäcks i sjukvården (translationell forskning).

- Jag ingår också i Wallenberg Center for Molecular and Translational Medicine (WCMTM), ett bra nätverk som underlättar samarbete

 

Maj 2022
Intervju av Niclas Lundh

Mer information finns på Fredriks Sterkys forskarsida på gu.se.

 

Sidansvarig: webb@biomedicine.gu.se

Mer om Fredrik Sterky
  • Ålder 42
  • Doktorerade vid Karolinska Institutet 2012
  • Postdoktor vid Thomas C Südhofs labb, Stanford University 2013-2016.

Nuvarande finansiering
Vetenskapsrådet, Wallenbergcentrum för molekylär och translationell medicin (WCMTM), Avtal om Läkarutbildning och Forskning (ALF), Jeanssons stiftelse, Ollie & Elof Ericssons Stiftelse