Forsker på kroppens søppelanlegg

14.07.09 Torgunn Wærås

Forskere i Tromsø har gjort funn som vil kunne få betydning for hvordan vi kan leve lengre, unngå fedme og holde sykdommer som kreft, ALS, Parkinson og Alzheimer på avstand. Det handler om hvordan menneskekroppen håndterer cellesøppel.

 Autofagi_Johansen

- Dette er en oppdagelsesferd som det er artig å få være med på, sier Terje Johansen. Han og hans samarbeidspartnere studerer proteiner på cellenivå, og har gjort interessante funn for proteinene p62 og NBR1 knyttet til autofagi. Foto: Bjørn-Kåre Iversen.

P62 og NBR1 er kryptiske forkortelser for de fleste av oss, men for professor Terje Johansen og hans forskerkolleger er dette stikkord for hvordan risikoavfall brytes ned i cellene våre. (Se faktaboks) Å bli kvitt cellesøppel kan være en kamp på liv og død.

Opprinnelig drev Terje Johansens forskergruppe ved Det medisinske fakultet ved Universitetet i Tromsø utelukkende med kreftforskning på cellenivå. De studerte proteiner involvert i blant annet regulering av gener, men i 2002 så de noe oppsiktsvekkende som gjorde at de begynte å interessere seg for autofagi.

Da fant de nemlig at proteinet p62 er i stand til å gjenkjenne hvilke legemer i cellene som skal brytes ned, og hvilke som ikke skal brytes ned. Resultatene ble presentert i 2005 i en artikkel i Journal of Cell  Biology, og ble lagt merke til internasjonalt.

Fjerner risikoavfall
Autofagi er en prosess som foregår i cellene våre og sørger for at risikoavfall blir fjernet. Det kan for eksempel være ødelagte celledeler, eller proteiner som har klumpet seg sammen. Flere sykdommer skyldes at autofagien ikke fungerer slik den skal. Når proteinklumpene ikke blir fjernet, virker de som gift for kroppen og cellene dør.

I motsetning til de fleste andre typer celler i kroppen, blir ikke nerveceller fornyet. Derfor er autofagi særlig viktig for nerveceller og har stor betydning for nevrodegenerende sykdommer som ALS, Parkinson, Alzheimer og andre demenssykdommer. Demenssykdommene kommer gjerne når vi er blitt godt opp i årene fordi det tar tid for proteinsøppelet å bygge seg opp. Hvis autofagien fungerer normalt, vil cellesøppelet bli fjernet i tide slik at disse sykdommene ikke oppstår.

Påvirkes av kaloriinntak
 Autofagi_ingress

Slik kan cellesøppel se ut. Bildet viser en nervecelle i hjernen fra en pasient med Parkinsons sykdom med en stor proteinklump, et såkalt Lewy-legeme (pila). Kilde: University of California, San Francicso.

De færreste av oss har nok hørt om autofagi, til tross for at prosessen har vært kjent siden tidlig på 1960-tallet. Noe som derimot er forholdsvis nytt, er kunnskap om genetikk knyttet til autofagi.

- Vi vet fra studier på modellorganismer som gjær, bananflue, rundorm og mus, at mutasjon i gener som styrer autofagi, har dramatiske konsekvenser. Uten autofagi, dør individet, forklarer Terje Johansen.

Ved økt alder, reduseres autofagiprosessene. Men den øker ved å redusere inntaket av kalorier inntil et visst nivå. Sagt med andre ord, ser det ut at de som spiser moderate mengder mat, vil holde seg friskere og bli eldre enn de som spiser mye mat. Eksperimenter med bananfluer og rundorm har vist at hvis man øker evnen til autofagi ved hjelp av genmanipulering, lever individene lenger.

Autofagi og genetikk
For om lag 10 år siden klarte forskere i Japan å identifisere ca. 30 ulike gener i gjær knyttet til autofagi. Dermed lå det godt til rette for å kunne lete etter lignende gener i dyr og mennesker. Et viktig poeng med denne genjakten er å få ny kunnskap slik at man kan påvirke autofagiprosessen.

- Selve livsløpet i antall år er én ting, en annen ting er å kunne øke livskvaliteten de årene man lever ved å holde sykdommer på avstand, kommenterer Terje Johansen.

Kanskje er det mulig å finne fram til medikamenter eller et kosthold som gjør at autofagi som prosess holdes i drift lenger og dermed forebygger eller utsetter sykdom? Dersom man finner et effektivt middel mot overvekt ved å påvirke autofagiprosessen, ville det uten tvil være mange interesserte brukere. Det samme gjelder dersom man skulle finne midler for hvordan man kan påvirke autofagien slik at aldringsprosessen blir utsatt.

Oppdaget en ny søppelfjerner
Forskerne i Tromsø har nylig funnet et protein som ligner på p62 (se faktaboks) og som også kan gjenkjenne uiquitinmerkede legemer. Dette proteinet heter NBR1, man på begynnelsen av 1990-tallet fant ut at NBR1 ikke hadde noe med. NBR1 ligner i oppbygning på p62 og

kan også binder seg til sistnevnte slik at proteinene kan samarbeide om søppelfjerninga. I år kom en ny artikkel i Molecular Cell hvor sammenhengen mellom autofagi NBR1, ble påvist for første gang.

- Det er ennå mange åpne spørsmål om til hvordan disse proteinene samarbeider. NBR1 er et så stort protein at det helt sikkert også har en del andre interessante funksjoner. P62 viser seg i stadig nye sammenhenger, og selv om det ikke er så stort, har det mange egenskaper det er verdt å studere nærmere, sier Terje Johansen.

- Jeg gjetter på at det fins flere slike proteiner som kan gjenkjenne merkede proteiner, sier han. Forskningen på disse proteinene foregår i samarbeid med forskere i Tyskland, Japan og Israel .

Stort potensial
Forskning på autofagi er et voksende felt internasjonalt nettopp fordi det fins så stort potensial i forhold til hvordan ny kunnskap innen feltet kan brukes. Farmasøytisk industri er interessert i autofagi både for å kunne utvikle medikamenter for å forebygge og behandle nevrodegenerende sykdommer og kreft.

Med tanke på å utvikle nye legemidler, er det interessant å lete etter stoffer som kan fremme eller hemme autofagi. Ved UiT forskes det nå på hvordan man kan måle autofagi-aktivitet, noe som vil være gunstig med tanke på å lete etter aktuelle stoffer for å fremme eller hemme autofagi. Resultater fra denne forskningen er ennå ikke publisert.

- Det vi holder på med, er grunnforskning, det må vi ikke glemme. Vi kan forklare hvordan ting foregår i cella og se etter mål som kan utnyttes i behandling seinere. Men vi er bare i begynnelsen av denne forskninga, og vi må være ydmyke. Det er muligheter for feiltolkninger, minner professor Johansen oss på.

- Hva er din motivasjon for å forske på autofagi?

- Nysgjerrighet! Å finne ut mer om hvordan det fantastiske universet vi bærer med oss i form av celler faktisk fungerer. Det er veldig spennende, og det skjer noe nytt hele tida, med artikler og resultater hver uke. Dette er en oppdagelsesferd som det er artig å få være med på, slutter Terje Johansen.

 

Fakta:  Protein et p62 fins nesten overalt i kroppen og har vist seg å være svært viktig for autofagi-prosessen. P62 klarer å gjenkjenne celledeler hvor «datostemplingen» har gått ut. Slike ubrukelige, utslitte celledeler blir merket med et spesielt protein kalt ubiquitin, og dette proteinet klarer altså p62 å kjenne igjen. I likhet med de fleste andre proteiner, har p62 også mange andre funksjoner; gjenkjennelsesevnen er bare én av dem.
På Twitter   #norgesarktiske