Fysiker Mathias Heltberg fra Københavns Universitet har sammen med verdensførende forskere fra Harvard Medical School opdaget, hvad der styrer den vigtigste mekanisme i kroppen for at undgå udbrud af kræft. Resultatet er et stort skridt på vejen i arbejdet med at forstå og forebygge kræft. Den nye viden kan måske bruges til at opdage fejl i cellerne før kræftsygdomme opstår i fremtiden.
P53 lyder mest af alt som et bombefly. Men i virkeligheden er det et af de vigtigste proteiner i styringen af cellerne i kroppen og bekæmpelsen af kræft. Når der opstår skader på vores DNA, reagerer p53 ved at fortælle alle celler i menneskekroppen, at de skal standse deres celledeling, indtil skaden er blevet repareret.
“Selvom denne mekanisme muligvis er den allervigtigste for at undgå udbrud af kræft, ved vi stadig kun lidt om, hvad der egentlig styrer den,” forklarer 29-årige Mathias Heltberg, der er teoretisk fysiker og postdoc ved Niels Bohr-Institutet på Københavns Universitet og Ecole Normale Superieure i Paris.
Men i et nyt studie har den unge forsker sammen med sin fysiker-kollega professor Mogens Høgh Jensen og amerikanske forskere fra Harvard Medical School gjort verden lidt klogere. Ved at kortlægge et netværk af proteiner, som styrer p53’s opførsel, har forskerne påvist, at det er et andet protein kaldet Mdmx, der er en såkaldt ‘masterregulator’. Altså et protein, der mere end andre, bestemmer p53’s opførsel i cellerne. Noget man ikke tidligere har været overbevist om.
“Vi har mere nøjagtigt, end man har gjort før, identificeret, hvordan Mdmx agerer i det her utrolige netværk af proteiner. Vi har påvist, at det er Mdmx, som får koncentrationen af p53 i vores celler til at svinge op og ned over tid og dermed er med til at bestemme, hvor godt kroppen bekæmper kræft,” siger Mathias Heltberg.
Studiet er netop publiceret i det videnskabelige tidsskrift Cell Systems
Holder kræftforebyggende protein i balance.
For at undersøge hvordan p53 blev påvirket, fjernede forskerne Mdmx-proteinet fra cellerne i en matematisk model. Observationerne afslørede en overraskende opførsel: Cellerne viste pludselig en høj koncentration af p53. Det vil sige, at p53 bliver sat i alarmberedskab på samme måde, som når proteinet reparerer DNA-skader, fordi Mdmx ikke længere er der til at holde p53-proteinet i balance.
“En perfekt regulering er nøgleordet. At have meget af p53 er ikke nødvendigvis godt, men det er super vigtigt, at p53 bliver holdt på det rigtige niveauer for at kunne virke, som den skal. Og her er Mdmx utrolig vigtig,” forklarer Mathias Heltberg og suppleres af sin kollega:
“Det er det første studie, der direkte påviser, at Mdmx hjælper med at nedbryde p53 for på den måde at regulere koncentrationen af p53 under normale omstændigheder. Samtidig kunne vi afvise andre hypoteser, som tidligere har været foreslået i forholdet mellem p53 og Mdmx,” forklarer professor Mogens Høgh Jensen.
Verdensførende forskergruppe er begejstrede.
Studiet er lavet sammen med en forskergruppe fra Harvard, som er førende, når det handler om at forstå proteinet p53’s rolle i kræftsygdomme. Mathias Heltberg brugte et halvt år under sin Ph.d.-uddannelse på netop Harvard Medical School, hvor samarbejdet opstod. Et samarbejde, som ifølge forskeren kun lige er begyndt.
“De har været meget begejstrede for vores tilgang til emnet, og det er en forskergruppe, vi kommer til at lave en masse med i fremtiden,” siger han.
Men hvordan passer en fysiker ind i kræftforskning?
“Helt tilbage til Niels Bohr har fysikere altid interesseret sig for biologi og studiet af det levende gennem matematiske beskrivelser. Der er en stor kompleksitet i at forstå de fundamentale regulerende processer i celler. Men gennem matematiske og fysiske metoder kan vi studere naturen og se, hvordan mange forskellige elementer spiller sammen gennem eksempelvis et netværk af proteiner,” siger Mathias Heltberg.
Fra fodbold til kræftforskning.
I 2019 vandt han prisen for bedste naturvidenskabelige Ph.d.-afhandling på Københavns Universitet. Afhandlingen med titlen “Complex Dynamics in Cell Signalling”, som fokuserede på den dynamik, der sker i celler når f.eks. proteinet p53 opnår en høj koncentration, der derefter begynder at svinge op og ned.
Men at Mathias skulle komme til at lave kræft-relateret forskning lå ikke kortene. Under studiet brugte han meget tid som fodboldtræner og beskæftigede sig ellers mest med partikelfysik. Dette ændrede sig gennem samarbejdet med forskerne i biokompleksitet på Københavns universitet, hvor han fandt en inspirerende kreativitet og mulighed for at arbejde med fundamentale spørgsmål inden for “det levende”.
I dag er Mathias postdoc ved Frankrigs mest prestigefyldte universitet inden for naturvidenskab, Ecole Normale Superieure. Her forsker han i de helt molekylære processer, der forekommer efter DNA er gået i stykker.
“Drømmen er at kunne bidrage positivt til dansk forskning og skabe nogle unikke rammer for alle med interesse i alt studere naturen. Jeg har samarbejdet med topforskere fra Europa, Kina, Indien, Israel og USA, men for at være helt ærlig mener jeg, at det mest inspirerende sted er miljøet på Niels Bohr institutet på Blegdamsvej. Det er virkelig et universitetsmiljø i absolut verdensklasse,” slutter den unge forsker.
