Spektakulär teknik används vid KI

Karl Deisseroth är professor vid Stanford, där hans forskargrupp utvecklat två spektakulära forskningstekniker – optogenetik och Clarity. Sedan 2013 är han dessutom verksam vid Karolinska Institutet som just investerat i en facilitet för Clarity.

Neuroner som slås av och på med laserljus. Genomskinliga hjärnor som kan studeras utan att skäras sönder. Neuroforskaren och psykiatern Karl Deisseroth har sinne för spektakulära innovationer och när han omnämns i medier är det inte sällan som Nobelpristippad.

På KI används i dag båda teknikerna som hans labb utvecklat – optogenetik och Clarity. Båda är betydelsefulla för forskare som undersöker komplexa neurala strukturer, men viktigare ändå är att KI knutit till sig Deisseroth som foreign adjunct professor, betonar prefekt Sandra Ceccatelli vid institutionen för neurovetenskap.

– Det är ett privilegium att ha en så framstående forskare som besöker oss på regelbunden basis – som delar med sig av sin expertis, föreläser för doktorander och diskuterar med kollegor, säger hon.

KI:s facilitet för Clarity stod klar för bara ett par månader sedan. I denna teknik prepareras (död) vävnad så att den blir genomskinlig. Det gör det möjligt att till exempel studera strukturer i hjärnan utan att skära sönder vävnaden.

– Metoden består av två delar, säger Ole Kiehn, professor i neurovetenskap vid KI. Dels den kemiska processen att göra vävnaden genomskinlig, dels den digitala avbildningen, vilken kräver avancerade mikroskop, mycket tid och stor lagringskapacitet.

Lovande teknik – som behöver utvecklas

Clarity är en mycket lovande teknik, men ung och i behov av fortsatt utveckling, förklarar han.

– Det blir fantastiskt snygga bilder, men vi måste komma längre än så. Inte minst krävs fortsatt mjukvaruutveckling på området.

Clarity, som bara har ett par år på nacken, är inte den första forskningsteknik som Karl Deisseroths forskargrupp lanserat. I en artikel 2005 la de grunden för optogenetik – en forskningsmetod som sedan dess fått mycket stor spridning. På KI används den i dag av ett flertal grupper.

Enkelt uttryckt innebär optogenetik att enskilda celler i hjärnan eller ryggmärgen förses med en on/off-funktion: de kan inaktiveras på ett ögonblick, och sedan aktiveras på nytt lika snabbt.

– Metoden har gett oss helt nya möjligheter att ta reda på olika cellers funktion, säger Marie Carlén, forskare vid institutionen för neurovetenskap. Mest revolutionerande är tidsskalan – att vi slår av och på de här cellerna med en precision på tusendelar av en sekund. På ett fåtal år har optogenetiken lett till väldigt mycket ny kunskap om vilka nervceller som ger upphov till olika funktioner i hjärnan. Vi har börjat få förståelse för hur olika beteenden skapas och utförs, från lokomotion till beslutsfattande, och börjar också förstå grunden till företeelser som uppmärksamhet, minne, rädsla, hunger, sömn och drogberoende.

Introducerades i Sverige 2007

Ole Kiehn och Marie Carlén hör till dem som använt optogenetik länge. Kiehn introducerade tekniken på KI och i Sverige 2007 – samma år som Carlén, då postdok, började använda den på MIT, Massachusetts Institute of Technology. Först ett par år senare fick tekniken sitt stora genomslag.

– De fem första åren med optogenetik slet vi hårt i labbet för att lösa en rad problem, säger Karl Deisseroth. Först därefter, framåt 2009, blev det en spridd och viktig metod. Jag tycker att utvecklingen för Clarity i dag påminner om optogenetikens första år – fast kanske går det lite fortare. Det har redan kommit en del intressanta Clarity-artiklar – bland annat just från KI.

Vad är det då som lockar honom till KI?

– KI:s neurovetenskap har en stark tradition inom avbildning, fysiologi, genetik och anatomi, svarar Karl Deisseroth. Här finns folk som det är väldigt spännande att tala med. Dessutom känner jag starkt för Sverige, eftersom min morfar var svensk – Olof Lundberg, som emigrerade till New York i början av 1900-talet.

Text: Anders Nilsson

Först publicerad i KI Bladet 4/2015