Lungcancer är en heterogen sjukdom som kräver många histopatologiska analyser för att diagnostisera och behandla effektivt. Dessa analyser utförs för närvarande med singelplex immunohistokemi (IHC) vilket kräver mycket vävnadsprovmaterial om flera markörer behöver färgas för. I den här studien testades två tillvägagångssätt för multiplex immunfluorescens (IF) (indirekt sekventiell IF och multiplex tyramide signal amplification med spektral avblandning) för att se om en panel av 7 markörer, som rutinmässigt används kliniskt, kunde färgas i ett enda experiment på samma vävnadsprov. För att göra detta användes COMET- och LabSat-instrumenten från Lunaphore och de utvärderades utifrån kvalité och användarvänlighet. På COMETen kunde alla sju markörer inkluderas i panelen medan tillvägagångssättet med TSA på LabSat var begränsat till sex markörer på grund av protokollet för spektral separation. Panelen optimerades på COMET och sedan gjordes multiplexa färgningar med båda instrumenten. Färgningarna från LabSat avbildades med mikroskopet på PhenoImager Fusion-instrumentet. Alla färgningar på COMET var av god kvalité medan LabSat hade behövt vidare optimering för att prestera på samma nivå. COMETen fanns också vara det mer användarvänliga instrumentet pga det integrerade mikroskopet och mindre behov av användarintervention. Denna studie visade att det är möjligt att översätta singelplexa IHC-analyser till multiplex IF med vissa optimeringar och byte av några antikroppskloner. / Lung cancer is a heterogeneous group of malignancies that requires many histopathological analyses to diagnose and treat efficiently. These analyses are currently performed with singleplex immunohistochemistry (IHC) which needs a lot of tissue sample material if multiple markers have to be stained for. In this study, two different multiplexed immunofluorescence (IF) approaches (indirect sequential IF and multiplexed tyramide signal amplification with spectral unmixing) were tested to see if a panel of 7 markers routinely used in clinic to could be stained in a single experiment on the same tissue sample. To do this, the COMET and LabSat instruments from Lunaphore were used and evaluated in regards to quality and ease of use. With the COMET all seven markers could be included in the panel while the TSA approach on LabSat was limited to six markers due to the spectral unmixing protocol. The panel was optimized on COMET and then multiplexed stainings were performed on both instruments. The LabSat staining was imaged on the PhenoImager Fusion microscope. All the stainings were of good quality on the COMET while the LabSat would have needed further optimization to perform at the same level. The COMET was also found to be the more user-friendly instrument due to its integrated microscope and lesser need for user intervention. This study showed that it is possible to translate singleplex IHC analyses into multiplexed IF with some optimizations and change of a few antibody clones.

Trippelnegativ bröstcancer (TNBC) är den mest maligna formen av bröstcancer utan någon framträdande behandlingsbar biomarkör. Således har den djupa återfallsfrekvensen och bristen på behandlingsalternativ öppnat behovet av att förstå TNBC: s etiopatogenes och molekylära mekanism. Huvudsyftet är att kartlägga det genomomfattande differentiella uttrycket av den förmodade cancergenen (en prenyleringsgen) och dess betydelse vid trippelnegativ bröstcancer. Hi-Cap (Capture Hi-C) är en teknik som genererar högupplösta promotor-förstärkare interak- tioner med nästan en-förstärkare upplösning.Vi arbetade med cancercellinjer, MDA-MB_231, med och utan den förmodade genen. Hi-C-tekniken optimerades i enlighet därmed för cancer- cellinjen för att generera en högupplöst berikad region. Resultaten kan vidare användas för att utföra biblioteksförberedelser och bioinformatikanalys. Dessa fynd kommer att ägnas åt att upptäcka nya vägar involverade i prenylering och TNBC. / Triple-negative Breast cancer (TNBC) is the most malignant form of breast cancer with no prominent treatable biomarker. The profound recurrence rate and lack of treatment options have opened the need to understand the etiopathogenesis and molecular mechanism of TNBC. The main objective of this study is to map the genome-wide differential expression of the putative cancer gene (a prenylation gene) and its importance in Triple-Negative Breast cancer. Hi-Cap (Capture Hi-C) is a technique which generates high-resolution promoter-enhancer interactions with almost single-enhancer resolution. We worked with cancer cell lines, MDA-MB_231, with and without the putative gene. The Hi-C technique was optimized accordingly for the cancer cell line to generate a high-resolution enriched region. The results can be further used to perform library prep and bioinformatics analysis. These findings will devote to discovering novel pathways involved with prenylation and TNBC.

High-throughput Sequencing (HTS)-tekniker fortsätter att utvecklas snabbt, vilket ökar genomströmningen och minskar sannolikheten för fel. MGI Tech Co., Ltd. (MGI) är ett ledande HTS-varumärke som använder DNBSEQ-teknologi och finns i Center for Translational Microbiome (CTMR). MGI:s sequencers har en hög känslighet och det är viktigt att följa protokollen när proverna hanteras för att undvika introduktion av kontaminering. Detta projekt kommer att utforska tidigare genererade data vid CTMR för att fastställa hur och var i sekvenseringsprocessen kontaminering har introducerats. Data delas in i två huvudkategorier: primärdata, eller verkliga data (RD), och sekundära data, vidare uppdelad i Never Used Barcodes (NUB) och Non-Sequenced (NS). RD:n är sann mot provet, medan NUB och NS anses vara hämtade från bakgrundsbrus. RD, NUB och NS var föremål för taxonomiska analyser, på släkt- och artnivå, och streckkodsanalyser med hjälp av RStudio-gränssnittet för att identifiera och kontrastera de vanligaste i varje kategori. Dessutom var RD också föremål för dekontamineringsanalys på två databaser, VaMyGyn och KOLBIBAKT. Dekontaminering används för att identifiera förorenande arter i ett samhälle. Efter analysen fanns det inga starka bevis som tydde på laboratoriekontamination eller kontaminerade reagenser. Några av dessa NUB delade subsekvenser med RD barcodes, där antal reads för varje par var korrelerade mellan prover. Det kan vara en indikation på att RD barcoded med sekvenseringsfel blir inkorrekt tolkade som NUB. En djupare analys skulle krävas för att bekräfta det.CTMR är numera medveten om att kontaminering från laboratoriet, reagenser eller manipulation inte är orsaken till hämtning av bakgrundsljud. / High-throughput sequencing (HTS) technologies keep developing rapidly, increasing throughput and lowering probabilities of errors. MGI Tech Co., Ltd. (MGI) is a leading HTS brand that uses DNBSEQ technology and is present in the Centre for Translational Microbiome (CTMR). MGI’s sequencers have a high sensitivity and it is critical to follow the protocols when the samples are being handled to avoid introduction of contamination. This project will explore the previously generated data at CTMR to determine how and where in the sequencing process contamination has been introduced. Data is divided into two main categories: the primary data, or real data (RD), and secondary data, further divided into Never Used Barcodes (NUB) and Non-Sequenced (NS). The RD is true to the sample, while NUB and NS are considered background noise retrieved. The RD, NUB, and NS were subject to taxonomic analyses, at genus and species level, and barcode analyses using the RStudio interface to identify and contrast the most frequent in each category. Moreover, RD was also subject to decontam analysis on two databases, VaMyGyn and KOLBIBAKT. Decontam is used for the identification of contaminant species in a community. After the analysis, there was no strong evidence suggesting lab contamination or contaminated reagents. Some of the barcodes from NUB shared substrings with RD barcodes for which the amount of reads were correlated across samples. This may indicate that RD barcodes with sequencing errors are falsely identified as NUB, however, more analyses are needed to verify this. CTMR is now aware that contamination from the lab, reagents, or manipulation are not the causes for the background noise retrieval.

Typ 2-cytokiner, IL-4 och IL-13 är kända för att spela en viktig roll i airway hyperresponsiveness (AHR) eller luftvägshyperreaktivitet, där de glatta muskelcellerna (ASM) drar ihop sig för lätt och för mycket som svar på direkta eller indirekta stimuli. Detta gör AHR till en avgörande egenskap hos astmatiker. Det har gjorts studier som har visat involvering av typ 2-cytokiner i AHR, men deras specifika inflammatoriska mekanismer är ännu outforskade. Denna experimentella studie på glatta muskelceller från luftvägarna (ASM) syftade till att undersöka involveringen av typ 2-cytokin inducerad kontraktilitet genom att fokusera på receptoraktivering, receptoruttryck samt ge insikter om frisättning av proteiner relaterade till luftvägsfibros, så kallad remodelling. Dessutom studerar den också effekten av IL- 4/IL-13 receptor antagonisten Dupilumab (anti-IL4Ra) på cytokinbehandlade HASM. Efter stimulering av HASM med IL-13 under 24 timmar visade resultaten att IL-13 orsakar en ospecifik, icke-receptormedierad ökning av intracellulärt kalciumflöde som svar på kalciumjonoforen A23187. Detta skulle potentiellt kunna öka kontraktiliteten hos glatta muskelceller som svar på flera olika kontraktila stimuli. Denna forskning ger också preliminära resultat som tyder på att IL-13 och IL-4 också ökar kalciumflödet som svar på aktivering av receptorer för specifika kontraktila mediatorer (Histamin, Carbachol, Leukotriene D4 och Substance P), och att effekten förmedlas via IL-4/IL-13-receptorn vilket blockeras med dupilumab som verkade minska effekten. Närvaron av fler receptorer för kontraktila mediatorer kan också öka kontraktiliteten hos glatta muskelceller som svar på IL-4 och IL-13. Återigen sågs ökat uttryck av receptorer för kontraktila stimuli efter behandling med cytokinerna som inhiberades av dupilumab. Dessutom undersökte vi effekten av IL-13 och IL-4 på frisättning av prokollagen 1 (en prekursor för mogna kollagena former) från mänskliga glatta muskelceller i luftvägarna. Våra resultat visade inte några signifikanta effekter på frisättningen av just detta kollagenprotein. Sammantaget visar vi att typ 2 cytokiner kan på flera olika sätt öka kontraktiliteten av glatta muskelceller vilket ökar vår kunskap om mekanismerna som orsakar luftvägshyperreaktivitet hos astmatiker. / Type 2 cytokines, IL-4 and IL-13 are known to play an essential role in airway hyperresponsiveness (AHR) - in response to direct or indirect stimulus the smooth muscle cells (ASM) contract too easily and too heavily. This makes AHR a defining feature of asthma. There have been studies that have demonstrated involvement of type 2 cytokines in AHR. However, the specific mechanisms involved remain undefined. This experimental study in airway smooth muscle (ASM) was aimed to investigate the involvement of type 2 cytokine on AHR by focusing on the expression and activation of receptors for contractile mediators as well as provide insights on the release of proteins related to airway remodelling. Experiments were performed where human airway smooth muscle cells were treated with IL-4 and/or IL-13, with or without Dupilumab, an antagonist of the joint IL-4/IL-13 receptor (anti-IL4Ra). After stimulating HASMs with IL-13 for 24 hours, results showed that IL-13 caused a non-specific, non-receptor-mediated increase in intracellular calcium flux in response to the calcium ionophore A23187. This could potentially increase the contractility of smooth muscle cells in response to any contractile stimulus. This study also suggests that IL-13 and IL-4 increased calcium flux in response to activation of receptors for specific contractile mediators (Histamine, Carbachol, Leukotriene D4 and Substance P). The mechanism involved likely involves the common IL-4/IL-13 receptor as blocking this with dupilumab seemed to reduce the effect. The presence of more receptors for contractile mediators could also increase contractility of smooth muscle cells in response to IL-4 and IL-13. Preliminary results show that mRNA expression of receptors for Histamine (H1) and LTD4 (CYSLT1) were upregulated by type 2 cytokines and again, this upregulation appeared to be inhibited by dupilumab. Moreover, we examined the effect of IL-13 and IL-4 on release of procollagen 1 (a precursor of mature collagen forms) from human airway smooth muscle cells. Our results did not show any significant effects on the release of this particular collagen protein. Taken together these findings increase our understanding of the mechanisms whereby type 2 cytokines may increase the contractility of airway smooth muscle and provide a basis for follow-up investigations. Improved knowledge of the mechanisms underlying AHR could ultimately lead to improved treatment of asthma.

Syftet med detta projekt var att undersöka hur vanligt använda cancerläkemedel påverkar mRNA-uttryck och kromatinorganisation i humana erytroleukemiceller. Som modell användes K562-celler från en patient i blastocystkris (2), för att utvärdera leukemicellernas svar på cancerläkemedel vinblastin och doxorubicin. Vinblastin och doxorubicin valdes på grund av deras distinkta mekanismer i cancercellen: medan doxorubicin interkaleras i DNA, hämmar topoisomeras II-aktivitet vilket orsakar celldöd, riktar vinblastin sig mot mikrotubuli för att stoppa mitotisk delning och proliferation. Uttryck av mRNA undersöktes i celler vid 0-timmar, 6-timmar och 24-timmar drogbehandling, samt efter en veckas återhämtning från 24-timmars drogbehandling. Kromatintillgänglighet med ATAC-seq undersöktes i K562-celler vid 0- timmar, 1-timmar, 6-timmar, 24-timmar och 24-timmar + en veckas återhämtning. Därefter utfördes DNA (ATAC-seq) och RNA (mRNA-seq) extraktion och biblioteksberedning på tre biologiska replikat, och öppna DNA-regioner samt mRNA expression undersöktes via sekvensering. Resultaten visade en stark korrelation mellan de biologiska replikaten, vilket indikerar att resultaten var upprepbara. Differentiellt uttryck av mRNA vid doxorubicin- och vinblastinbehandlingar utfördes genom att jämföra mRNA-nivåerna i läkemedelsbehandlade prover med obehandlade (0-timmar). Uppreglerade och nedreglerade gener identifierades och MA-grafer genererades för att visuellt analysera de differentiellt uttryckta generna vid olika tidpunkter efter läkemedelsbehandling och en veckas återhämtning. För att hitta anrikningar av funktionella genkategorier bland de läkemedelsinducerade eller -undertryckta generna, utfördes genontologianalyser. Slutligen användes verktyget Integrative Genomics Viewer (IGV) för att visuellt utforska mRNA-nivåerna och deras differentiella uttrycksmönster under läkemedelsbehandlingar. För ATAC-seq utfördes inte detaljerad dataanalys på grund av tidsbegränsning, men genomets öppenhet undersöktes visuellt genom IGV. Sammantaget inducerade doxorubicinbehandling en långsamt men långvarig förändring av genuttrycket, vilket involverade flera olika biologiska processer. Doxorubicinbehandlade K562-celler ändrade genuttryck att stöda kemoresistens snarare än att inducera apoptos eller celldöd. Behandlingen hade en långvarig inverkan på mRNA-nivåer som sträckte över återhämtningsveckan. Den totala uttrycksförändringen i återhämtningsproverna var förknippad med återhämtning av tumörigena egenskaper och återställning av mekanismener som stöder cellernas tillväxt. Vinblastine förorsakade snabb ökning av mRNA involverade i cytoskelettet. Vid 24-timmars vinblastinbehandling upplevde tumörcellerna stress på grund av grovt elongerad struktur, och de inducerade gener som stöder tumörbildning. En ökning av totala mRNA-nivåer detekterades i vinblastinbehandlade K562-leukemiceller, vilket var särskilt tydligt under återhämtningen. Resultaten visade att cellerna som överlevde vinblastinbehandling fokuserade på att återställa sin strukturella form. Sammantaget visade resultaten att monoterapi inte fungerar effektivt mot leukemiceller eftersom K562-leukemiceller inte bara överlevde läkemedelsbehandlingarna utan också inducerade mRNA som är involverade i resistens mot läkemedelsbehandlingar. / The primary objective of this project is to investigate how commonly used cancer drugs affect mRNA expression and chromatin organization in human erythroleukemia cells. As a model, K562 cells derived from a patient in blastocyst crisis (2) were utilized, evaluating the leukemia cells’ cellular responses to cancer medicines vinblastine and doxorubicin. Vinblastine and doxorubicin were chosen due to the distinct pathways they target in the cell: while doxorubicin intercalates into DNA and inhibits topoisomerase II activity, which eventually cause cell death, vinblastine targets microtubules to stops mitotic division and excessive proliferation. Expression of mRNA was investigated in cells harvested at 0h, 6h, 24h and 24h + one week recovery. Chromatin accessibility with ATAC-seq was investigated in K562 cells harvested at 0h, 1h, 6h, 24h and 24h + one week recovery. Then DNA (ATAC-seq) and RNA (mRNA-seq) extraction and library preparation were performed on three replicates, and the genome-wide results was investigated via sequencing. The results showed a strong correlation between the biological replicates, indicating that the experimental conditions were sustained in these biological variables. Differential Expression of mRNA upon doxorubicin and vinblastine treatments was performed by comparing the mRNA levels in drug-treated samples to non-treated (0h) upregulated and down regulated genes were identified and MA plots generated to visually analyze the differentially expressed genes at different time points after drug treatment and one week recovery. To find enrichments of functional gene categories among the drug-induced or -repressed genes, gene ontology analyses were performed. Finally, the Integrative genomics viewer (IGV) tool was used to visually explore the mRNA levels and their differential expression pattern during drug treatments. For ATAC-seq, detailed data analysis was not performed due to limitation of time, and data was only visually explored through IGV. Taken together, doxorubicin treatment showed slow initial response within 6h followed by an extensive change in gene expression in 24h, involving several different biological processes. The response was more inclined towards chemoresistance rather than inducing apoptosis or cell death. There was a sustained increase in mRNA levels of doxorubicin treated leukemia cells during recovery week. The overall expression change in the recovery samples was majorly linked with not only gaining back the tumourigenic properties and restoring the mechanism which were affected by doxorubicin action but, based on changes in mRNA expression, it looks like doxorubicin treatment made the tumour cells more aggressive. The initial, 6h, response to vinblastine increases mRNAs involved in cytoskeleton. Upon 24h vinblastine treatment the tumour cells experienced stress due to shear force and structural deformity, and they induced genes supporting tumourigenesis. An increase in total mRNA levels was detected in vinblastine-treated K562 leukemia cells, which was particularly evident during recovery. The results indicated that the cells that survived vinblastine treatment focused on recovering its structural form. Overall, the results indicated that monotherapy does not effectively work against leukemia cells as K562 leukemia cells not only survived the drug treatments but also induced mRNAs involved in resistance against drug treatment.

Värmechockprotein 90 kDa (HSP90) bildar ett anmärkningsvärt komplicerat nätverk med en mängd olika cochaperones. Komplexet av FK506-bindande protein 51 kDa (FKBP51) och HSP90 förmedlar proteinveckning och funktion, främjar tau aggregation vid Alzheimers sjukdom och påverkar stressrelaterade störningar, fetma, typ två-diabetes, etc. I samarbete med den molekylära chaperonen HSP90, FKBP51 har nyligen föreslagits som ett lovande terapeutiskt mål för Alzheimers sjukdom (AD). Således skapades knock-in-musen med punktmutationer i tetratricopeptide repeat (TPR) domänen av FKBP51, vilket gör den oförmögen att interagera med HSP90, för att undersöka de potentiella terapeutiska målen för behandling av dessa sjukdomar. Glukokortikoidreceptorn (GR) fungerade traditionellt som utgångspunkten för de initiala studierna av FKBP51-funktion och mekanism som kan stimuleras av den syntetiska glukokortikoiden dexametason (Dexa). Det primära målet med projektet är att förstå den biologiska betydelsen av FKBP51-HSP90 interaktioner. Det är oklart hur FKBP51-mutation påverkar protein-protein-interaktionen och glukokortikoidsignalering. Här analyserades embryonala fibroblaster (MEF) isolerade från vildtyp och FKBP51 mutant mus med avseende på proteinlokalisering, proteinuttryck och genuttryck. Även om ingen säker skillnad mellan vildtyp och mutantmöss sågs i Dexa-medierad glukokortikoidsignalering, förekommer de posttranslationella modifieringarna (PTM) vid exponering för Dexa-behandling av FKBP51 i vildtypmöss i en signifikant högre utsträckning än i Fkbp51mute-möss.Fosforyleringsmodifieringen av FKBP51 antogs initialt och bekräftades av fosforyleringsanrikningsstrategier. Bekräftelse har dock ännu inte erhållits. / Heat shock protein 90 kDa (HSP90) forms a remarkably complicated network with a variety of cochaperones. The complex of FK506-binding protein 51 kDa (FKBP51) and HSP90 mediates protein folding and function, promoting tau aggregation in Alzheimer's disease and influencing stress-related disorders, obesity, type two diabetes, etc. In collaboration with the molecular chaperone HSP90, FKBP51 has recently been proposed as a promising therapeutic target for Alzheimer's disease (AD). Thus, the knock-in mouse harboring point mutations in the tetratricopeptide repeat (TPR) domain of FKBP51 rendering it unable to interact with HSP90 were created to investigate the potential therapeutic targets for the treatment of these diseases. Glucocorticoid receptor (GR) traditionally served as the starting point for the initial studies of FKBP51 function and mechanism which can be stimulated by the synthetic glucocorticoid, dexamethasone (Dexa). The primary goal of the project is to comprehend the biological significance of FKBP51-HSP90 interactions. It is unclear how FKBP51 mutation affects the protein-protein interaction and glucocorticoid signaling. Here, embryonic fibroblasts (MEFs) isolated from wildtype and FKBP51 mutant mouse were analyzed with respect to protein localization, protein expression, and gene expression. Although no certain difference between wildtype and mutant mice was seen in Dexa-mediated glucocorticoid signaling, the post-translational modifications (PTMs) in exposure to Dexa treatment of FKBP51 occur in wildtype mice to a significantly higher extent than in Fkbp51mute mice. The phosphorylation modification of FKBP51 was initially hypothesized and confirmed by phosphorylation enrichment strategies. However, confirmation has not yet been obtained.

Under senare år har målinriktad terapi varit ett växande område inom cancerterapi som en mer målinriktad behandling än kemoterapi. Dessa behandlingar baseras främst på antikroppsbaserade läkemedel som är ganska stora och komplexa, vilket ökar den totala kostnaden för behandlingen. Därför måste man hitta en alternativ metod för både upptäckt och behandling för att hjälpa patienterna. Små affinitetsdomäner har skapats med målet att förbättra vävnadspenetrationen och samtidigt upprätthålla en hög grad av målspecificitet, vilket leder till färre biverkningar. Ett av exemplen på detta är Albumin Binding Domain-Derived Affinity Protein (ADAPT). Det har baserats på en av de albuminbindande domänerna (ABD) i streptokockproteinet G, med en storlek på 6,5 kDa. Nyligen modifierades ADAPT ytterligare för att samtidigt binda albumin och ett annat relevant målprotein av intresse, vilket tyder på en längre halveringstid i patientserum och möjliggör utveckling av nyare och terapeutiska läkemedel. I detta projekt presenteras den fjärde generationen av ADAPT-biblioteket som utformats för att ha förbättrad stabilitet. Selektioner med fagdisplay utfördes mot tre målproteiner: carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 5 (CEACAM5), en biomarkör för kolorektalcancer, epithelial cell adhesion molecule (EpCAM), en markör för flera gastrointestinala karcinom och trophoblast cell-surface antigen 2 (Trop2) som är överuttryckt i trippel-negativ bröstcancer. Resultaten visar bindning till CEACAM5, EpCAM och Trop2, vilket har visats med monoklonal fag-ELISA. Bindningsaffiniteten, sekundärstrukturen hos de utvalda bindarna och den bispecifika bindningen till serumalbumin återstår att utvärdera ytterligare. Projektet visar således att de ADAPTs som valts ut mot målen CEACAM5, EpCAM och Trop2 har en enorm potential för framtida kliniska tillämpningar som syftar till utveckling av diagnostik och terapi för dessa cancerbiomarkörer. / In recent years, targeted therapy has been a growing field of cancer therapy as a more targeted treatment than chemotherapy. These treatments are primarily based on antibody-based pharmaceuticals which are quite large and complex, increasing the overall cost of the treatment. Thus, an alternative method of both detection and treatment needs to be found to aid patients. Small affinity domains have been created with the goal of enhancing tissue penetration while maintaining a high level of target specificity, leading to fewer side effects. One of the examples for these is the Albumin Binding Domain-Derived Affinity Protein (ADAPT). It has been based on one of the albumin binding domains (ABD) of the streptococcal protein G, with a size of 6.5 kDa. Recently, the ADAPTs were further modified to simultaneously bind albumin and another pertinent target protein of interest, suggesting a longer half-life in patient serum, and enabling the development of newer therapeutics. This project presents the 4th generation of the ADAPT library designed to have improved stability. Phage display selections were performed against three target proteins: carcinoembryonic antigen- related cell adhesion molecule 5 (CEACAM5), a biomarker for colorectal cancer, epithelial cell adhesion molecule (EpCAM), a marker for several gastrointestinal carcinomas and trophoblast cell-surface antigen 2 (Trop2) which is overexpressed in triple-negative breast cancer. The results demonstrate binding towards CEACAM5, EpCAM and Trop2, which has been shown by monoclonal phage ELISA. The binding affinity, secondary structure of the selected binders and bispecific binding towards serum albumin remain to be further assessed. The project thus reveals that the ADAPTs selected against the targets CEACAM5, EpCAM and Trop2 present a massive potential for future clinical applications aimed towards development of diagnostics and therapeutics for these cancer biomarkers.

Plasmamembranet är en komplex struktur som består av biomolekyler som lipider, proteiner och glykaner. Membranets rena komplexitet begränsar vår förmåga att förstå den spatiotemporala dynamiken hos sådana komponenter och deras kollektiva biofysiska membranparametrar. En sådan parameter som är svår att studera är asymmetri mellan lagren. Celler investerar mycket energi i den ojämna fördelningen av lipider mellan de inre och yttre lagren under olika cellulära händelser. Kunskapen om sådana parametrar kan vara av stor betydelse för förståelsen av cellers biologi och för att utveckla läkemedel och vacciner. Plasmamembranets tjocklek på 4-6 nm är en stor begränsande faktor eftersom det blir svårt att särskilja skillnaden mellan cytosoliska och exoplasmatiska signaler i plasmamembranet med fluorescent konfokalmikroskopi och superupplösande mikroskopi. I det här projektet använde jag MAP-expansionsmikroskopiprotokollet för att fysiskt öka avståndet mellan cytosoliska och exoplasmatiska lager, tillsammans med tvåfärgsmärkning av båda dessa strukturer för att förbättra deras visualisering. Biomimetiska cellmembranmodeller som Giant Plasma Membrane Vesicles (GPMVs), användes för att identifiera lämpliga märkningsstrategier. Klickkemibaserad märkningsstrategi valdes för exoplasmatisk märkning av lager och fluorescerande proteinbaserad märkning valdes för cytosolisk märkning av lager. GPMV-modellen användes för att identifiera de membranproteiner som specifikt aggregerar i de vätskestörda regionerna av membranet. MAP-expansionsprotokoll, när det utfördes på både celler och GPMV: er, visade att celler var mer tillförlitliga för expansion eftersom närvaron av cytoskeletts fysikalisk-mekaniska egenskaper som hjälper till med deras deformation. Expansionsfaktorn för MAP-protokollet beräknades till 3,3 med användning av kärnexpansion och en isotrop expansion observerades i densamma. Med denna expansionsfaktor och mer rödfärgsbaserade märkningsstrategier, antar jag att det skulle vara möjligt att visualisera asymmetrin mellan broschyrerna med hjälp av Superupplösande stimulerad emission utarmningsmikroskopi. / The plasma membrane is a complex structure comprised of biomolecules such as lipids, proteins, and glycans. The sheer complexity of the membrane limits our ability to understand the spatiotemporal dynamics of its components and their collective biophysical membrane parameters. One such parameter that is difficult to study is inter-leaflet asymmetry. Cells invest a lot of energy in the inhomogeneous distribution of lipids between the inner and outer leaflets during different cellular events. The knowledge of this parameter could be of great importance for understanding the membrane biology of cells and for designing drugs and vaccines. The 4-6nm thickness of the plasma membrane is a major limiting factor since it becomes difficult to distinguish the difference between the cytosolic and exoplasmic plasma membrane leaflet signals with fluorescence confocal and super-resolution microscopy. In this project, I employed the MAP expansion microscopy protocol to physically increase the distance between the cytosolic and the exoplasmic leaflets, coupled with two-colour labelling of both these structures to improve their visualization. Biomimetic cell membrane models like the Giant Plasma Membrane Vesicles (GPMVs), were used for identifying suitable labelling strategies. Click chemistry-based labelling strategy was chosen for exoplasmic leaflet labelling and fluorescent protein-based labelling was chosen for cytosolic leaflet labelling. The GPMV model was used to identify that the membrane proteins specifically aggregate in the liquid-disordered regions of the membrane. MAP expansion protocol, when performed on both cells and GPMVs, revealed cells to be more reliable for expansion, since the presence of cytoskeleton conferred physicomechanical properties to cells, aiding in their deformation. The expansion factor of the MAP protocol was calculated to be 3.3 using nuclear expansion and an isotropic expansion was observed in the same. With this expansion factor and more red dye-based labelling strategies, I hypothesize that it would be possible to visualize the inter-leaflet asymmetry using super-resolution Stimulated Emission Depletion microscopy.

The clinical severity of Covid-19 varies greatly between individuals, and all underlying risk factors are not yet well understood. Previous studies have shown Covid patients to be enriched with autoantibodies against type I interferons, suggesting autoimmunity may be an underlying factor of susceptibility to severe disease. In this project, the interplay between severe Covid-19 and autoimmunity was investigated in 114 Swedish patients, sampled in April- May 2020 as well as longitudinal re-samplings 4 and 8 months later, using the infrastructure of the Human Protein Atlas and the SciLife lab autoimmunity and serology profiling unit. First, 16 patients with few comorbidities were analyzed for autoantibodies at a near proteome-wide scale using planar microarrays, after which a custom antigen panel was assembled based on observed reactivities and literature studies. The antigen panel was implemented in a 384-plex suspension bead array which was run for all patient samples and a control group. Among the Covid patients, 23 antigens were called as differentially reactive and 8 of them were proposed as relevant to immunoregulation or Covid pathogenesis. The results partially replicated previous findings of autoimmunity directed to type I interferons and offer a list of candidate autoantigens for further inquiries. / Allvarlighetsgraden av sjukdomen Covid-19 varierar kraftigt mellan individer och alla underliggande riskfaktorer är ännu inte förstådda. Tidigare studier har påvisat Covidpatienter som överrepresenterade med autoantikroppar mot typ I interferoner, vilket förespråkar autoimmunitet som en möjlig underliggande riskfaktor till att utveckla allvarlig Covid. I detta projekt användes infrastrukturen av det mänskliga proteinatlasprojektet och enheten för autoimmunitets- och serologiprofilering på SciLife lab för att undersöka samspelet mellan allvarlig Covid-19 och autoimmunitet i 114 st svenska patienter inlagda under april-maj 2020, samt från uppföljningsprover 4 resp. 8 månader senare. Till en början undersöktes 16 patienter med låg grad av samsjukdom för förekomst av autoan- tikroppar mot proteomet i stort med hjälp av mikroarrayer. En panel av antigen sammanställdes därefter baserat på resultaten och litteraturstudier. Panelen implementerades som en 384-plex kulsuspensionsarray vilken kördes för alla patientprover samt en kontrollgrupp. Ibland Covidpatienterna klassades 23 st antigen som överrepresenterade, varav 8 st avsågs relevanta för immunoreglering eller sjukdomsförlopp. Resultaten visades delvis återskapa tidigare fynd av autoimmunitet riktad mot typ I interferoner och erbjuda en lista av potentiella autoantigen för vidare efterforskningar.

Pancreatic islets are composed of endocrine cells that secrete hormones essential for blood-glucose homeostasis. Prior research has revealed that the gene expression and functionality of human islet cells is heterogenous. However, it is not currently understood how the heterogeneity correlates to normal islet cell function and dysfunction in diabetes pathogenesis. Subsequently, an international collaborative project has been initiated to elucidate what constitutes islet cell heterogeneity from a transcriptional, proteomic, and functional perspective in both health and disease. In this study, a highly multiplex tissue image assay was developed to allow for the study of the localization and distribution of proteins previously identified to correlate with functional activity and heterogeneity in islet cells using the CO-Detection by indEXing (CODEX) platform. In total, 22 proteins were studied simultaneously of which 10 were specifically expressed in islet cells. These included generic pancreatic markers such as C-peptide (C-pep) marking insulin-secreting β-cells, glucagon (GCG) and somatostatin (SST), but also less well-characterized proteins such as Shisa like 2B (FAM159B) and Neural proliferation, differentiation and control 1 (NPDC1). The multiplex tissue imaging allowed for single-cell analysis of protein expression in human islet cells showing that most islet specific proteins were heterogeneously expressed. The observations made in this study serves as a validation to that the human islet microenvironment is highly complex due to islet cell heterogeneity. Additionally, the study demonstrated that multiplex tissue imaging has the potential to reveal novel cell types and interactions. / Langerhanska öar består av endokrina celler som utsöndrar hormoner nödvändiga för reglering av blodsockernivåerna. Tidigare forskning har visat att genuttrycket och funktionaliteten är heterogen i de celler som utgör mänskliga Langerhanska öar. Dock är förståelsen för hur heterogeniteten korrelerar till normal cellfunktion och dysfunktion i diabetespatogenes fortfarande ofullständig. Följaktligen har ett internationellt samarbete inletts i syfte att  undersöka  vad som utgör heterogenitet  i  Langerhanska öar ur ett transkriptionellt, proteomiskt och funktionellt perspektiv i såväl friska som sjuka individer. I denna studie utvecklades en metod för multiplex mikroskopisk avbildning av vävnad för att möjliggöra undersökningen av hur proteiner som tidigare korrelerats med endokrin cellspecifik aktivitet och heterogenitet i Langerhanska öar var lokaliserade med hjälp av plattformen för Co-Detection by indEXing (CODEX). Totalt undersöktes 22 proteiner samtidigt varav 10 var specifikt uttryckta i celler som utgör Langerhanska öar. Bland dessa proteiner fanns generella markörer för vanligt förekommande celltyper i Langerhanska öar såsom C-peptid (C-pep) som markör för insulinsekreterande β-celler, glukagon (GCG) och somatostatin (SST) såväl som proteiner med färre kända funktioner såsom Shisa like B (FAM159B) och Neural proliferation, differentiation and control 1 (NPDC1). Med hjälp av multiplex mikroskopisk avbildning av vävnad kunde uttrycket av proteiner specifikt uttryckta i celler som utgör Langerhanska öar analyseras för enskilda celler i vävnaden. Denna analys visade att de flesta proteiner specifikt uttryckta i celler som Langerhanska öar består av var heterogent uttrycka. Resultaten från denna studie validerar att mikromiljön i Langerhanska öar är mycket komplex på grund av cellernas heterogenitet. Vidare visade denna studie att multiplex mikroskopisk avbildning av vävnad har potentialen att identifiera nya celltyper och interaktioner.