Klinisk forskning med translationellt tankesätt

Fredrik Bäckhed är professor i molekylärmedicin vid Göteborgs universitet och leder internationellt framstående forskning om tarmflorans betydelse för hälsa och sjukdom. Med den ena foten på labbet och den andra på sjukhuset har han byggt en translationell verksamhet som ger goda förutsättningar för patientnära forskning.

Vem kunde för bara några år sedan föreställa sig att böcker om vår tarmflora skulle toppa bokhandlarnas försäljningslistor? Titlar som ”Charmen med tarmen” och ”Förbättra din tarmflora” har nått en stor och bred läsekrets och intresset för våra magtarmbakterier tycks bara öka.

Även inom forskarvärlden är intresset stort. En av dem som specialiserat sig på hur tarmfloran påverkar vår fysiologi och dess betydelse för utvecklingen av ämnesrelaterade sjukdomar som diabetes typ-2, fetma och hjärt-kärlsjukdomar är Fredrik Bäckhed, professor i molekylärmedicin samt föreståndare för Wallenberglaboratoriet vid Sahlgrenska akademin.

– Fältet har verkligen rört sig framåt. Men fortfarande är det mycket vi inte vet och det dras många ovetenskapliga slutsatser som får stort utrymme i nyhetsrapporteringen. Många av råden kanske gäller på ett generellt plan, men inte alltid för den enskilde individen, och tvärtom. Man måste skilja på vad som är bevisat i välkontrollerade kliniska studier och vad som är fallbeskrivningar.

Vad som är en ”bra” respektive ”dålig” tarmflora går dock ännu inte att svara på, menar Fredrik Bäckhed. Men forskningsfältet är hett och utvecklingen har tagit flera språng, tack vare nya metoder inom molekylärbiologi och DNA-sekvensering.

– Något förenklat kan man kanske säga att en mer varierad tarmflora verkar vara bättre än en artfattig.

I framtiden hoppas Fredrik Bäckhed att det med hjälp av biomarkörer går att designa behandlingar och ge kostråd som är baserade på individens specifika tarmflora och som kan förebygga ohälsa och därmed göra oss friskare.

– Men det finns mycket kvar att göra.

Från patient till musmodell

Egentligen skulle han bli gymnasielärare, men hoppade av och valde istället att satsa på en forskarkarriär inom biomedicin. Han disputerade 2002 på Karolinska institutet på en avhandling om hur slemhinnor från olika organ känner igen bakterier. Därefter gjorde han en postdok på Washington University i St. Louis, USA och har även varit gästprofessor i Oslo och Köpenhamn.

– Jag har fortfarande ett mindre engagemang i Köpenhamn och vi har en strategisk forskarallians mellan Göteborgs och Köpenhamns universitet med fokus på tarmfloran.

Sedan 2006 bor och arbetar han i Göteborg och innehar sedan 2012 en professur vid Sahlgrenska akademin.

Ett viktigt skäl till att han tackade ja till erbjudandet i Göteborg var de möjligheter som gavs att bygga upp en egen forskningsverksamhet med ett translationellt tankesätt.

– Jag är inte läkare i botten, men har den ena foten på labbet och den andra på sjukhuset. Det genomsyrar allt vi gör. I vår grupp arbetar vi nära läkare och patienter på kliniken. Samarbetet skapar goda förutsättningar för kliniska studier eftersom vi kan få viktiga vävnadsprover och även hjälp med att formulera och vässa kliniskt relevanta frågor.

I dag utgår forskningen i regel från en observation av patienter i kliniken och därefter används olika molekylära metoder och modeller för att förstå och besvara frågor på molekylär nivå.

– Förr baserade vi våra frågor på musmodeller och försökte sedan verifiera hypoteser i människa, men nu arbetar vi mestadels tvärtom.

För drygt två år sedan blev Fredrik Bäckhed tilldelad Torsten Söderbergs akademiprofessur i medicin av Kungliga vetenskapsakademin.

– Det är väldigt kul och ett stort erkännande för hela gruppen. Dessutom, att få en professur i medicin, trots att jag inte är läkare, är förstås extra stimulerande. Våra projekt tar i regel lång tid och med det stora anslaget har vi fått en finansiering som innebär att vi kan arbeta mer långsiktigt.

Kliniska samarbetspartners

Den normala tarmfloran som består av tio gånger fler bakterier än humana celler i kroppen, påverkar vår fysiologi på flera sätt.

I en av många uppmärksammade studier har Fredrik Bäckheds forskargrupp visat att bakteriefria möss inte utvecklar fetma, det tycks alltså finnas ett samband mellan fetma och tarmflora. Men om det är tarmfloran som orsakar fetma eller om fetma påverkar tarmfloran är ännu inte klarlagt.

– Min känsla är att tarmfloran kanske spelar en underordnad roll för utvecklandet av fetma. Däremot jobbar vi efter hypotesen att den kan vara en faktor som skyddar eller leder till utvecklandet av typ-2 diabetes.

Fredrik Bäckhed berättar om några viktiga kliniska samarbetspartners. En av dem är professor Max Nieuwdorp vid Amsterdam Medical Center. Samarbetet ger Göteborgsgruppen tillgång till vävnadsprover från patienter som genomgår överviktskirurgi. Syftet är att undersöka hur vissa tarmbakterier korrelerar mot vissa genuttryck.

– Vår hypotes är att tarmfloran producerar molekyler som kan leda till utvecklandet av typ-2 diabetes. Genom samarbetet får vi tillgång från blodprover som tas från portalvenen som leder från tarmen till levern samt vävnadsprover från lever, tarm och fett. I samarbete med Jens Nielsen på Chalmers hoppas vi kunna förstå vilka bakterier som producerar dessa potentiellt diabetesframkallande molekyler och hur de signalerar i olika organ.

Fredrik Bäckheds forskargrupp har även ett nära samarbete med professor Göran Bergström på SCAPIS (Swedish CardioPulmonary bioImage Study), en världsunik kunskapsbank för forskning.

Målet är att kunna upptäcka sjukdomar i hjärta, kärl och lungor innan de uppstår. Studien genomförs på sex universitetsorter i Sverige med Hjärt-Lungfonden som huvudfinansiär.

– Vårt fokus är på diabetes. Tillsammans med Göran Bergström här på Wallenberglaboratoriet har vi satt upp en parallell studie till SCAPIS där vi bjudit in tusentals människor i Västra Götalandsregionen för att studera tarmfloran i relation till typ-2 diabetes. Syftet är att undersöka om det saknas viktiga bakterier innan individerna utvecklar typ-2 diabetes.

Kapsel med bakterier

För drygt två år sedan fick Fredrik Bäckhed stor uppmärksamhet för en studie som publicerades i Nature Medicine och som visade att tarmfloran har en nyckelroll vid behandling med metformin, ett klassiskt diabetesläkemedel som funnits i cirka 60 år.

Genom att transplantera tarmflora från patienter till bakteriefria möss, före respektive efter metforminbehandling, kunde forskargruppen visa att metformin tycks öka tillväxten av viktiga bakterier som i sin tur kopplas till en förbättrad metabolism och ett stabilare blodsocker.

– I dag får cirka 10–15 procent biverkningar av metformin och 10–15 procent kan inte stå kvar på behandlingen. En stor framgång skulle vara om vi i framtiden kan identifiera just de patienter som inte får goda behandlingsresultat av metformin och justera tarmfloran så att de kan få goda effekter, utan biverkningar.

Om han får drömma om ett vetenskapligt genombrott skulle det vara att tidigt kunna identifiera personer som saknar viktiga bakterier och är i farozonen att utveckla typ 2-diabetes, och att i en kapsel tillföra just dessa bakterier för att förebygga sjukdom och slippa läkemedelsbehandling.