lu.se

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA

Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Sortera med ljud

Thomas Laurell sorterar ut cancerceller med ultraljud

Thomas Laurell. Foto: Gunnar Menander

THOMAS LAURELL ÄR född i en läkarfamilj. Kanske inte så konstigt då att han som teknikprofessor ägnat så mycket tid åt forskning i medicinskt teknik.

– Min mor och far och alla syskon utom ett är läkare! Jag är uppväxt med medicinska diskussioner runt middagsbordet, förklarar han. Det är också en orsak till att jag sökte mig till Elektrisk mätteknik i spåren efter Hellmuth Hertz och Kjell Lindström.

Där har han främst utvecklat mikrokemiska metoder för att upptäcka sjukdomstillstånd via exempelvis blodprover. År 2000 invigdes Hertzlaboratoriet, ett renrumslabb där sådana test utforskas i kiselchip.

Thomas Laurell söker metoder som kan jämföras med att hitta nålen i höstacken, fast det gäller inte nålar utan cancerceller i kroppen.

För ett tiotal år sedan hittade Thomas och hans medarbetare ett nytt användningsområde för ultraljudstekniken. Precis som inne i en färgskrivare kunde energin i ljudet utnyttjas att böja en stråle eller flytta på partiklar som flyter i en ström inne i de här chipen. Så kunde de sortera ut fett ur blodomloppet, något som skulle kunna rädda hjärtsjuka från att drabbas av blodproppar under operationer.

Metoden har skapat en spännande utveckling och lett till många internationella kontakter, särskilt med Asien. Sedan 2009 är Thomas Laurell ”distinguished professor” i Korea (Dongguk University i Seoul) och samarbetar även med japanska kolleger och nyligen startade ett samarbete även med en grupp i Singapore.

Om akustofores (se även faktaruta) säger han:

– Det är som på en motorväg, du kan hjälpa bilarna (cellerna i vätskan) att byta fil genom att utsätta dem för rätt styrka och frekvens av ljud. Tumörcellen går snabbare över i omkörningsfilen och tas av vägen längre fram. Man kan samla in celler genom att leda in dem på en egen fil och på det sättet exempelvis koncentrera innehållet i en lösning i steg på steg genom flera körningar. Processen ersätter centrifugering i medicinlabben.

Målet är att snabbare och säkrare upptäcka cancer och andra sjukdomar. Cancerns gåta är inte en utan tusen. Alla tumörceller är inte heller de elaka, säger han.

Thomas är ofta ute och träffar läkare och andra som arbetar med medicinska metoder.

– Det är för att söka upp frågorna. Vad behöver läkarna hjälp med? Det är också ett sätt att få nya kontakter, samarbetspartners och projekt. Sedan kan jag börja fundera ochtesta lösningar här på institutionen för att komma igång.

Forskningen på området har vuxit från två halvtidsdoktorander till tio–tolv personer på fem–sex år. Utvecklingen har skett med stöd av Vinnova och programmet CellCare, och just som det stödet snart upphör kom besked i höstas om en ny femårig finansiering på 33 miljoner från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse. Pengarna delar Thomas Laurell med Dr David Ulmert och medicinprofessorerna David Erlinge och Hans Lilja, klinisk kemi, vid Lunds universitet samt Henrik Bruus, professor i fysik vid Danmarks Tekniska Universitet.

Samarbetet med Seoul har pågått sedan 2009. I juni kommer två postdocs därifrån till Lund för två års arbete kring diagnostik. I stället för antikroppar som sjukdomsmarkörer används aptamerer, som är lättare att tillverka. De kan kopieras med hjälp av enzymer och läggas i ”bibliotek” av olika sekvenser som kan hitta sjukdomar. De som binder starkast blir kvar efter uttvättning och efter flera sådana har man reducerat antalet relevanta sjukdomskandidater kraftigt. Kommersiella chip utvecklas för hiv och hjärnhinneinflammation och snart även för cancer i bukspottkörteln.

Laurell och Hans Lilja vill gärna växla över tekniken till prostatacancer. Kollegan på institutionen, Per Augustsson, har utvecklat en metod att hitta cirkulerande tumörceller i blodet, vilka kan ge metastaser. Bland en en miljard blodceller ska kanske tio tumörceller hittas. Tumörceller i blodet kan identifieras via sina ytproteiner när 7 ml blod körs i ett i chip.

– Försöken ser lovande ut. Studier på kliniska prover kan snart göras. Bakgrunden av några miljoner vita blodceller minskas till mellan 10.000 och 1.000. Sedan tror vi att molekylärbiologiska metoder har bra chanser att hitta tumörcellerna.

Per Augustsson fick Sparbanken Färs & Frostas pris för bästa avhandling vid LTH 2012 och han har fått Vetenskapsrådets post doc-anslag för att studera cellsortering vid MIT i Boston. Där ska han kombinera akustofores med deras labon-chip-teknik. Målet är att få snabba svar av prover: ”sample in – answere out.”

Thomas besöker Korea några gånger om året och lägger upp strategier, söker pengar och undervisar i mindre skala. En doktorand på LTH hjälper till med samarbetet, som man fått stöd av STINT till.

I Tokyo samarbetar Thomas Laurell med professor Teruo Fuji för att utveckla cellakustik. Man fångar celler på chip för att kartlägga deras genetiska innehåll. Maria Nordin hjälper till med sitt chip som kan koncentrera en lösning flera hundra gånger.

– Genom praktiska försök lär vi oss mer och hittar problemen. Intresset och öppenheten för nya samarbeten är påtagligt från asiatiska länder även om också amerikansk industri visar stort intresse, säger Thomas. Långtgående samarbeten med t ex BD Bisosciences är ett resultat av den starka miljö som Vinnovas satsning på CallCare har lett till.

En del av rönen kommersialiseras i företaget Acousort AB. Några tidigare företag, bl a Erysave, har inte gått inte så bra affärsmässigt. ”Man måste odla teknologin längre innan man går ut som bolag”, har Thomas lärt sig.

TEXT: MATS NYGREN

THOMAS LAURELL
Thomas Laurell är född 1961. Han är professor i medicinska och kemiska mikrosensorer vid Institutionen för mätteknik och industriell elektroteknik. Invald sedan 2007 i Ingenjörsvetenskapsakademien och sedan 2010 i Vetenskapsakademien. Ingår i Create Health som forskar om behandlingar mot cancer. Han har i 20 år utvecklat metoder för bioanalys baserat på lab-on-a-chip. Han fick 2009 AkzoNobel Science Award för sin framgångsrika tvärvetenskapliga forskning. Har varit med och startat fyra nya företag, ansökt om 28 patent och skrivit 160 vetenskapliga artiklar. Är chef för en avdelning för nanobioteknik och delar med György Marko Varga ansvaret för Klinisk proteinvetenskap på BMC.

FAKTA | AKUSTOFORES
Akustofores är en metod att sortera och separera celler med hjälp av ljudvågor. Stående ljudvågor påverkar innehållet i en vätska som rinner genom kanaler inne i ett kisel- eller glaschip, kanalen är tjock som tre hårstrån. Beroende på cellernas storlek och andra egenskaper kan de sorteras i olika kanaler och sedan användas till forskning på nya behandlingsmetoder för en rad olika sjukdomar: Parkinsons sjukdom, cancer och blodsjukdomar har varit aktuella. Thomas Laurell samarbetar inom projektet med Klinisk kemi vid SUS, Nervcellsöverlevnad vid medicinska fakulteten i Lund, Stamcellscentrum i Lund, samt Transfusionsmedicin vid SUS.

FAKTA | ACOUSORT AB
Acousort AB är ett bolag som bildades för 1,5 år sedan och har mött ett intresse från biotech-industrin för sin patenterade cellhanteringsteknik. Det fick också nyligen en halv miljon av Vinnova för att utveckla sin första industriella prototyp. Kontoret finns på BMC och man gör även studier till industrin som hanterar celler. De vill gärna slippa dyr centrifugering och affärerna rullar så bra att man ännu inte behövt ta in externt kapital – positivt kassaflöde redan första året!

Läs mer på www.acousort.se.