I HJERNEN: Balansen mellom genom-instabilitet og DNA-reparasjon i hjernen står ­sent­ralt i forskningen ved CMBN. Illustrasjonen viser reparasjon av DNA ved hjelp av ­forskjellige enzymer. (Illustrasjon: CNBN) Målsettingen i 2002 var å skape et senter som forente ekspertise innenfor de to fagdisiplinene molekylær­bio­logi og nevrovitenskap, og som spesialiserte seg på arvestoffets (DNA) reparasjonsevne og på kommunikasjon mellom nerveceller.

Siden de fleste hjerne­celler ikke deler seg, er deres evne til DNA-repara­sjon spesielt viktig.

DNA er kontinuerlig utsatt for miljøfaktorer og cellens stoffskifte, som kan gi skader. Dersom skadene ikke repareres, kan de føre til sykdom og/eller varige endringer i den genetiske informasjonen. Siden de fleste hjerneceller ikke deler seg, er deres evne til DNA-reparasjon spesielt viktig.

– Senterets visjon har vært et bærende element. Vi er om lag 200 mennesker fordelt på 11 grupper, og da må man ha en sterk ledetråd som kan samle innsatsen, forklarer professor Tone Tønjum. Hun overtok som senterleder i 2009 etter Ole Petter Ottersen.

Og selv om hun har vært leder siden 2009, understreker hun betydningen av det arbeidet som innledningsvis ble gjort under Ottersen og nå avdøde Erling Seeberg. Også senterets nestleder, Jon Storm-Mathisen, har stor betydning for det arbeidet som er gjort, forteller Tønjum.

Hva har skjedd?

Hver dag skades det genetiske materialet i hver enkelt nervecelle i kroppen vår mellom 20 000 og 70 000 ganger. Da forskerne ved senteret startet i 2002, hadde de ingen fullstendig forståelse av hvor mye DNA-reparasjon som foregikk i nevronene og de omkringliggende gliacellene i hjernen.

– Våre forskere har påvist meget effektiv reparasjon av DNA i hjernen. Samtidig har vi oppdaget store ting når det gjelder hjernens struktur, funksjon og plastisitet (utviklingspotensial) – mekanismer som forklarer hukommelse, læring og tilpasning. Betydningen av defekter i DNA-reparasjonssystemene i hjernen er nå beskrevet, og vi går inn i et nytt tiår med oppdaterte problemstillinger, forteller Tønjum.

Et pro­sjek­t som dette er ikke mer vel­lykket enn exit-strate­gien.

Blant de nye forskningsområdene hun trekker fram, er å studere gliaceller enkeltvis og å se på DNA-reparasjon i sammenheng med inflammasjon og bioenergetikk (energiomsetningen som skjer i mitokondriene).

Senterets forskning har stor betydning for forståelsen av sykdommer som f.eks Huntingtons sykdom og Alzheimers sykdom. Målet er å bygge en kunnskapsbase for nye måter å diagnostisere og behandle hjernesykdommer og aldersrelaterte nevrologiske lidelser på.

Vannkanaler og betennelse

Akvaporiner er proteiner som leder vannet gjennom membranen i celler. Forskere ved CMBN under Ole Petter Ottersen oppdaget i 2006 at akvaporin 4 (AQP4) var den dominante vannkanalen i hjernen, noe som har mye å si for utvikling av hjerne­ødem. Ødem er opphoping av væske utenfor blodkarene, noe som kan få fatale konsekvenser i hjernen.

Internasjonalt: Tone Tønjum (t.v.) sammen med forsker Seetha Balasingham og teknisk medarbeider Marta Gomez Muñoz (foran). (Foto: Pål Mugaas) – Det viser seg at akvaporiner er assosiert med et stort antall lidelser – alt fra slag, hjerneødem og hjerne­hin­ne­betennelse til inflammatorisk tarmsykdom, forklarer Tønjum. Hun un­der­streker at forskningen ved CMBN skjer i nær kontakt med Oslo universitetssykehus (OUS), noe som gir translasjonsforskningen (medisinsk forskning som bygger bro mellom grunnforskning og klinisk forskning, red. anm.) umiddelbar nytteeffekt.

I forlengelsen av disse opp­dag­el­se­ne er det satt i gang flere tverrfaglige forskningsprosjekter. Ved hjelp av senterets kraftige in vivo bildeutstyr skal det bl.a. undersøkes hvorvidt disse kanalene kan være et mål for behandling av hjerneslag og hjernehinnebetennelse. Dette utstyret gjør det mulig å ta bilder av levende organismer – slik at man for eksempel kan se de fysiske og kjemiske prosessene i en celle mens de pågår.

Videreføring

Selv med over 600 publiseringer og 49 doktorgrader er Tønjum mest opptatt av kvaliteten på forskningen – ikke kvantiteten.

– I løpet av disse årene er det skapt et ungt, kompetent og tverrfaglig miljø hvor folk er flinke til å stille hverandre gode spørsmål. Teknologisatsingen har også gitt en enorm kompetansebygging, som nå søkes videreført gjennom en vellykket exit-strategi, forteller Tønjum.

For senteret har valgt å satse tungt på å bygge opp teknologisk infrastruktur. 35 prosent av bevilgningene fra Forskningsrådet er satt av til strategiske fellessatsinger, og mye avansert utstyr er anskaffet. I november 2011 fikk også CMBN, sammen med Senter for hukommelsesbiologi og Medical Imaging Lab (begge NTNU), 80 millioner kroner til det nye nasjonale infrastrukturprosjektet NORBRAIN (The Norwegian Brain Initiative – A Large-scale Infrastructure for 21st Century Neuroscience).

– Dette er kjempefint, og Forskningsrådet har virkelig vist muskler i denne satsingen. Samtidig har Universitetet i Oslo (UiO) og OUS vært formidable vertsinstitusjoner for en slik koloss som vi er, understreker hun.

Tønjum leverte i mai 2012 en rapport om CMBNs aktivitet og planer til vertsinstitusjonene. Her oppsummeres de viktigste funnene og gjen­nom­bruddene de siste ti årene, samtidig som det skisseres hvordan det etab­ler­te kunnskapsmiljøet og den tekniske in­fra­struk­turen i bl.a. NORBRAIN bør videreføres. – Et prosjekt som dette er ikke mer vellykket enn exit-strategien. Den føler vi er ivaretatt gjennom rappor­ten og videre planer, avslutter Tønjum.