De är spridningen på spåren

Martin Hallbeck står med en fot i forskningen och med den andra i sjukvården som läkare och klinikchef. I sin forskning söker han svar på hur neurodegenerativa sjukdomar sprids i hjärnan och hur de kan stoppas.

Forskarna i cellodlingsrummetI cellodlingsrummet utför forskarna många av experimenten som bidrar med ökad kunskap om neurodegenerativa sjukdomar. Foto: Kajsa Juslin

Vid Alzheimers sjukdom, Parkinsons sjukdom och andra neurodegenerativa sjukdomar börjar nedbrytningen av nervceller alltid i ett specifikt område i hjärnan. Därifrån sprids sjukdomen till områden som är anatomiskt kopplade till det första stället, ungefär som eld kan sprida sig genom ventilationssystemet i en byggnad.

– Sjukdomens spridning följer ett mönster. Det är ett bevis för att spridningen följer kopplingarna i hjärnan. Vi ser detta i många neurodegenerativa sjukdomar, men de börjar i olika delar av hjärnan och spridningen sker olika fort, säger Martin Hallbeck, biträdande professor vid Linköpings universitet och överläkare i klinisk patologi vid Universitetssjukhuset i Linköping.

Först med att visa spridning

Hans forskargrupp fick stor uppmärksamhet världen över när de år 2012 blev först med att visa hur sjukdomen sprids mellan nervceller. I Alzheimers sjukdom är det felveckade former av proteinerna amyloid-ß och tau som klumpar ihop sig. Med tiden bildar de allt större plack i hjärnan. Martin Hallbeck och hans grupp märkte in små bitar av amyloid-ß-klumpar med en ”flagga” som lyste rött i mikroskop och gav dem till nervceller. Sedan lät de cellerna växa tillsammans med nervceller som var märkta med grön färg, så att forskarna kunde se skillnad på dem.Martin HallbeckMartin Hallbeck. Foto: Emma Busk Winquist

– Vi såg då att cellerna bildade kontakter och att de röda amyloidklumparna gick över till gröna celler. Vi kunde också visa att aggregaten skadade den mottagande cellen, säger Martin Hallbeck.

Sedan genombrottet för sex år sedan har Linköpingsforskarna och andra forskare runt om i världen bekräftat att spridningen sker och att det finns flera olika mekanismer. I Martin Hallbecks grupp tar forskarna reda på vad som händer i kopplingarna mellan celler när sjukdomen sprider sig. Bland annat har de börjat fundera över de likheter som finns mellan neurodegenerativa sjukdomar och en del andra sjukdomar.

– Att föra över idéer och kunskap mellan forskningsfält är ett viktigt sätt att ta vetenskapen framåt. På cellnivå finns ofta likheter mellan sjukdomar. Även om inte allt fungerar på samma sätt kan det finnas lärdomar och forskningsverktyg inom exempelvis virusområdet som också kan appliceras på alzheimerforskningen, säger Martin Hallbeck.

I en rykande färsk studie som är på väg att publiceras har de upptäckt paralleller mellan virusinfektioner och spridningen av neurodegenerativa sjukdomar.

– Vi har tittat på studier av vilka cellproteiner som är inblandade när virus sprider sig, exempelvis hiv-viruset. Nu har vi kunnat visa att proteiner som är kopplade till neurodegenerativa sjukdomar härmar virusens sätt att sprida sig från en cell till en annan genom att ”kapa” samma cellulära system, säger Juan F. Reyes, som är postdoktor i forskargruppen.

Hoppfull om botemedel

De giftiga proteinerna kan också ta sig mellan celler via små vätskeblåsor kallade exosomer. Tidigare betraktade forskarna exsomerna som ett slags soppåsar, som i princip alla celler i kroppen använder för att göra sig av med avfall. Men det har visat sig att exosomerna spelar en viktig roll i kommunikationen mellan celler, även i hjärnan. Dessutom har forskarna upptäckt att de felveckade proteinerna kan åka snålskjuts med exosomerna. Linköpingsforskarna har i cellförsök lyckats bromsa spridning via exosomer. De hoppas att de nya forskningsfynden på sikt ska ligga till grund för framtida läkemedel. Vägen dit är förstås lång och många frågor måste besvaras.forskarna diskuterar framför en whiteboardtavlaJuan F. Ryes och Martin Hallbeck diskuterar en av knäckfrågorna inom alzheimerforskningen. Hur går det till när skadliga proteiner sprids från en cell till nästa? Foto: Kajsa Juslin

– Vi måste bekräfta att de här mekanismerna som vi försöker bromsa har tillräckligt stor betydelse för spridningen av sjukdomen. Det gäller också att de här processerna är aktiva i ett sjukdomsstadium där vi kan behandla patienterna. Det kan inte vara i ett så tidigt skede att diagnosen inte ställts, men inte heller för sent i sjukdomsutvecklingen. Och är det möjligt att blockera de här mekanismerna utan att det får svåra biverkningar? säger Martin Hallbeck.

De flesta forskare tror numera att framtida behandlingsstrategier måste angripa flera olika sjukdomsmekanismer samtidigt, på liknande sätt som cancer ofta behandlas med en kombination av läkemedel. När det kommer till frågan om att hitta botemedel är Martin Hallbeck hoppfull.

– Vi behöver ta till oss att de här sjukdomarna är mycket mer komplicerade än vi en gång trodde. Det finns ingen snabbfix. Men genom att förstå skillnaderna och likheterna mellan sjukdom hos olika patienter kommer vi hitta mekanismer som vi kan rikta ny behandling mot. Det kommer att krävas tid, arbete och pengar att nå dit, men jag är säker på att vi kommer att nå fram.

Artikeln har publicerats i magasinet Forskning & Utveckling nr 1/2018, som ges ut av Medicinska fakulteten vid LiU och Region Östergötland.

Kontakt

Mer om forskningen

Mer forskning om hjärnan och nervsystemet

Senaste nytt från LiU