Maria Kasper

Ragnar Söderbergforskare i medicin // År: 2012 //
Anslagsförvaltare: Karolinska Institutet // Belopp: 8 000 000 kr

Min forskning

Kartläggning av
hudens och hårfollikelns stamceller

Nyckeln till cancerns gåta finns i våra hårstrån, det är projektets övertygelse. Vår kropp skyddas från omvärlden av huden. Huden utsätts ständigt för skadlig UV-strålning från solen och slits dagligen av små repor och sår. Vår hud reagerar på detta vävnadsslitage genom att aktivera stamceller i huden som kan reparera vävnad och ersätta de skadade cellerna. Felaktig reglering av dessa stamceller kan leda till att cancer utvecklas.

Varför utföra forskning på hårstrån, eller hårsäckens stamceller för att vara mer exakt? Hårsäcken är en del av vår hud och den innehåller flera olika typer av stamceller som tillsammans förnyar hårsäckarna och leder till hårutväxt. Dessa stamceller spelar en viktig roll vid sårläkning, men också för uppkomst av hudcancer. Intressant är att vissa stamceller förblir ofarliga när de muterar medan andra utvecklas till elakartad cancer. Att hitta svaret på varför det blir så är kärnan i projektet. Forskningsprojektets utgångspunkt är den friska huden. Med hjälp av nyskapande forskningsmetoder studeras hårsäckens olika celler, var och en för sig. Som nästa steg blir att använda samma metoder för att analysera hur de olika cellerna beter sig vid sårläkning och hur friska celler omvandlas till cancerceller.

Långsiktigt hoppas projektet kunna bidra till att öppna nya möjligheter för riktad tumörterapi mot de transformerade stamcellerna som initierar cancer. Visionen för de kommande åren är att bygga upp en innovativ och internationellt konkurrenskraftig forskningsgrupp som studerar hudens stamceller och canceruppkomst. Projektet ska fortgå i en kreativ och vänlig miljö för studenter och forskare, en plats där man tycker om att diskutera vetenskap och generera nya idéer i en dynamisk miljö.

Solutions to old experimental problems or inspiration for new studies

Our annual lab retreat at Lake Mälaren has made many hairs stand on end. Responsible for this so called pilo errection (or goose bumps) is the arrector pili muscle, a small muscle connected to our hair follicles.

Här bloggar våra Ragnar Söderbergforskare i medicin. Följ deras spännande arbete!

Research

Skin is an excellent tool to study the onset of cancer since the epidermis of the skin is one of the best-studied stem cell systems and cancer is believed to arise from deregulated stem cell populations. Epidermal stem cells are located in distinct niches of the hair follicle, the sebaceous gland and the interfollicular epidermis and their respective progeny are restricted to defined areas. However, injuries like acute wounds disturb the balance of homeostasis and allow stem cell progeny to repopulate new areas. Cancer also disturbs – or needs a disturbed – homeostasis, thus it is not surprising that wound healing and cancer are tightly linked processes. 

In order to build a comprehensive picture of skin cancer initiation we will: 

A. Determine the cellular contribution of the different stem cells in epidermal homeostasis, and investigate the ability of a wound to reprogram stem cells. 
B. Construct a single-cell resolution 3D hair follicle map. 
C. Investigate the roles of distinct stem cell niches in tumorigenesis. 
D. Uncover the molecular and epigenetic regulation of stem cells, regenerative wound-front cells and newly transformed cancer-initiating cells. 

The proposed research will for the first time generate a complete map of a functional mammalian organ at single cell resolution, unravel the level of stem cell diversity and plasticity, and reveal how wound healing and stem cell reprogramming influence skin cancer development. 

Publikationer i urval

1. Kasper M, Jaks V, Hohl D and Toftgård R. Basal Cell Carcinoma – molecular biology and potential new therapies. J Clin Invest. 2012. Feb 1;122(2):455-63. Review. 

2. van Dop WA, Rosekrans SL, Uhmann A, Jaks V, Offerhaus GJ, van den Bergh Weerman MA, Kasper M, Heijmans J, Hardwick JC, Verspaget HW, Hommes DW, Toftgård R, Hahn H, van den Brink G. Hedgehog signalling stimulates precursor cell accumulation and impairs epithelial maturation in the murine oesophagus. Gut. 2012. April 13, online. DOI: 10.1136/gutjnl-2011-301141. Article.

3. Sonkoly E, Lovén J, Xu N, Meisgen F, Wei T, Brodin P, Jaks V, Kasper M, Shimokawa T, Harada M, Heilborn J, Hedblad MA, Hippe A, Grandér D, Homey B, Zaphiropoulos P, ArsenianHenriksson M, Ståhle1 M, Pivarcsi A. MicroRNA-203 Functions as a Tumor Suppressor in Basal Cell Carcinoma. Oncogenesis. 2012. In press; DOI: 10.1038/oncsis.2012.3. Article.

4. Kasper M, Jaks V, Are A, Bergström Å, Schwäger A, Barker N and Toftgård R. Wounding enhances epidermal tumorigenesis by recruiting hair follicle keratinocytes. Proc Natl Acad Sci USA. 2011. Mar 8;108(10):4099-104. Article.

Evaluated in F1000: Leverkus M: 2011. F1000.com/8746957
Editors choice in Science Signaling (March 2011) [DOI: 10.1126/scisignal.4164ec74]
Research Highlight in Nature Reviews Cancer (March 2011) DOI: 10.1038/nrc3043.

5. Snippert HJ, Haegebarth A, Kasper M, Jaks V, van Es JH, Barker N, van de Wetering M, van den Born M, Begthel H, Vries RG, Stange DE, Toftgård R, Clevers H. Lgr6 marks stem cells in the hair follicle that generate all cell lineages of the skin. Science. 2010. Mar 12;327(5971):1385-9. Article.

Evaluated in F1000: Macara I: 2010. F1000.com/2576957; Yamashita Y: 2010.F1000.com/ 2576957; Itami S: 2010. F1000.com/2676956
Highlighted as News and Views in Nature (April 2010) DOI:10.1038/464686a.

6. Jaks V*, Kasper M* and Toftgård R. The Hair Follicle – a Stem Cell Zoo. Exp Cell Res. 2010. May 1;316(8):1422-8. Review.

7. Kasper M, Jaks V, Fiaschi M, Toftgård R. Hedgehog signalling in breast cancer. Carcinogenesis. 2009. Jun;30(6):903-11. Review.

8. Gore SM, Kasper M, Williams T, Regl G, Aberger F, Cerio R, Neill GW, Philpott MP. Neuronal differentiation in basal cell carcinoma: possible relationship to Hedgehog pathway activation? J Pathol. 2009. Sep;219(1):61-8. Article.

9. Schnidar H, Eberl M, Klingler S, Mangelberger D, Kasper M, Hauser-Kronberger C, Regl G, Kroismayr R, Sibilia M and Aberger F. Epidermal Growth Factor Receptor signaling synergizes with Hedgehog/GLI in oncogenic transformation. Cancer Res. 2009. Feb 15;69(4):1284-92. Article.

10. Jaks V*, Barker N*, Kasper M*, van Es JH, Snippert H, Clevers H and Toftgård R. LGR5 marks cycling, yet long-lived, hair follicle stem cells. Nat Genet. 2008. Nov;40(11):1291-9.

*equal contribution