Forskningsrådets nettsider benytter seg av informasjonskapsler for å forbedre din opplevelse av nettstedet.
Ved å lukke denne meldingen, samtykker du i vårt bruk av informasjonskapsler. Personvernerklæringen finner du her.
Lukk påminnelse
Gå direkte til innhold

Leter etter fellesnevneren bak hjernesvinn-sykdommene

«Hjernegjødsel-proteinet» BDNF ser ut til å være en fellesnevner for utviklingen av både Alzheimers sykdom, Huntingtons sykdom, autisme og depresjoner. Norske forskere i et europeisk samarbeidsprosjekt leter nå etter mekanismene som gjør at BDNF kan forårsake alt dette, i håp om å komme på sporet av en behandling.

Det er kjent fra før at vekstfaktoren eller «hjernegjødsel-proteinet» BDNF (Brain-Derived Neurotrophic factor) spiller en rolle ved utviklingen av flere ulike hjerneødeleggende sykdommer. Vekstfaktoren produseres i hjernens egne nevroner og hjelper dem til å vokse fortere og utvikle sterkere kontaktpunkter (synapser). Denne veksten er nødvendig for at hjernen skal kunne lære nye prosesser eller lagre nye inntrykk i hukommelsen – det som kalles hjernens plastisitet.

For lite BDNF er forbundet med både ulike typer læreproblemer, svekket hukommelse, og i verste fall Alzheimers sykdom og Huntingtons sykdom. For mye BDNF derimot, kan muligens forårsake autisme. Teorien er i så fall at for mye BDNF fører til at altfor mange koblinger i hjernen forsterkes, ikke bare de som er viktige, og det kan føre til en ekstrem følsomhet for nye inntrykk.

Et spesielt protein er en fellesnevner for flere ulike hjernesykdommer, som Alzheimers sykdom, Huntingtons sykdom og autisme (Illustrasjon: Shutterstock).

Stor europeisk bevilgning
Professor Clive Bramham ved Universitetet i Bergen er partner i en internasjonal forskergruppe som nettopp har fått en stor europeisk bevilgning fra JPND-programmet (se faktaboks). Prosjektet handler om å studere BDNF og de mekanismene som fører til at vekstfaktoren kan forårsake alle disse problemene. Bevilgningen fra JPND er på til sammen 2,3 millioner euro (ca. 21,5 mill.kr) og skal deles mellom Bramhams forskergruppe ved KG Jebsen Senter for forskning på nevropsykiatriske lidelser i Bergen og sju andre forskergrupper i Tyskland, Finland, Frankrike og Italia.

– Det er altså kjent fra før at svikt i funksjonen av vekstfaktoren BDNF er et fellestrekk ved flere ulike hjernesykdommer. Men det vi skal gjøre, er å studere mekanismene som fører til at BDNF har alle disse effektene. Det er ikke blitt gjort før, og den ideen er grunnen til at vårt forskningsprosjekt kom gjennom nåløyet og fikk en stor bevilgning fra JPND, forteller Bramham.

Det er også kjent fra før at Alzheimers sykdom henger sammen med en opphopning av det skadelige proteinfragmentet beta-amyloid, som forårsaker et gradvis og irreversibelt tap av nevroner i hjernebarken. I tillegg er det kjent at Huntingtons sykdom skyldes en opphopning av proteinet huntingtin, som produseres på grunn av en genetisk feil. En mutasjon på kromosom nummer fire fører til at nevronene produserer det skadelige Huntingtin-proteinet, som igjen fører til at nevronene slutter å sende ut BDNF.

BDNF er en felles faktor
De to sykdommene har altså tilsynelatende ulike årsaker, og de utvikler seg i forskjellige deler av hjernen. Men vekstfaktoren BDNF er en faktor i de dypereliggende årsakene til begge sykdommene, og derfor er det viktig å lære mer om hvordan vekstfaktoren kan påvirke sykdomsutviklingen. Det amerikanske legemiddeltilsynet (Food and Drug Administration – FDA) har nylig godkjent en gruppe legemidler som til dels kan erstatte BDNF i hjernen.

– Det er dokumentert at legemidlene virker, men ingen vet hvordan de virker. Det henger sammen med at vi heller ikke vet hvordan BDNF kan spille en rolle i de hjerneødeleggende sykdommene, forteller Bramham.  Professor Clive Bramham ved Universitetet i Bergen er med i et stort europeisk forskningsprosjekt som undersøker fellesnevnere mellom ulike hjernesykdommer (Foto: Reidar Lothe, UiB).

Clive Bramham og kolleger har tidligere vist at et enzym med betegnelsen MNK sørger for å sette i gang BDNF og flere andre proteiner til riktig sted og til riktig tid. Nå skal Bramham undersøke hvordan sykdom hindrer virkningen av BDNF.

Lang kjede av reaksjoner
– Vi skal se på hvordan BDNF påvirker signalbanene mellom nevronene i hjernen. Det er egentlig snakk om en lang kjede av reaksjoner som foregår i den plastiske hjernen, og i vårt prosjekt har vi et delfokus på et protein som kalles Arc. Dette proteinet ser ut til å spille en viktig rolle når synapser i hjernen skal styrkes eller svekkes, forteller Bramham.

Forskerne tror at vekselvirkningen mellom BDNF og disse proteinene til sammen utgjør en slags portal som peker mot ulike typer av plastisitet.

– Hvis vi forstår hva som skjer når noe går galt i denne portalen, og det oppstår hjerneødeleggende sykdommer, kan vi kanskje også bli i stand til å utvikle bedre behandlinger for disse sykdommene. Det er for eksempel mulig at vi ved å påvirke Arc-proteinet kan reversere eller kompensere for effekten av det ødeleggende Huntingtin-proteinet, håper Bramham.

Forskerne skal bruke en rekke avanserte verktøy og metoder for å avsløre hjernens detaljerte hemmeligheter. Prosjektet bygger blant annet på utstrakt bruk av musemodeller, det vil si mus med en genfeil som gjør at de utvikler en form for Alzheimers sykdom som er ganske lik den som rammer menneskehjerner. I tillegg skal forskerne gjøre forsøk med pluripotente stamceller, det vil si stamceller som kan utvikle seg til mange ulike celletyper, fra mennesker som har Huntingtons sykdom.

Forskning med tradisjoner
Utgangspunktet for forskningen er at vedvarende forsterkning av kommunikasjonen mellom nevroner er helt nødvendig for at hjernen skal fungere. Den første forskeren i verden som kom på sporet av dette var professor Terje Lømo, som oppdaget fenomenet langtidspotensiering (LTP) allerede mens han var doktorgradsstudent i laboratoriet hos professor Per Andersen på Universitetet i Oslo på 1960-tallet.

Nevronene i hjernen utveksler informasjon med hverandre ved å sende en kombinasjon av elektriske og kjemiske signaler til hverandre gjennom kontaktpunkter som kalles synapser. Lømo oppdaget at synapsene blir mer effektive når de har vært i intens bruk i en kort periode, og at denne økningen i effektivitet er varig. Dette ligger blant annet til grunn for at hjernen husker tidligere opplevelser.

Clive Bramhams forskergruppe ved Jebsen-senteret i Bergen arbeider med å belyse hvordan LTP, og hjernens plastisitet forøvrig, styres på molekylnivå. 

Verdens største forskningssatsing i sitt slag

Det felleseuropeiske programmet for nevrodegenerative sykdommer, JPND (EU Joint Programme – Nevrodegenerative Disease Research) er den største forskningssatsingen i verden rettet mot å forstå og kurere de hjerneødeleggende sykdommene, som Alzheimers og Parkinsons sykdom.

Norge er ett av 27 land som bidrar med penger til JPND-satsingen. Norges deltakelse finansieres av Helse- og omsorgsdepartementet med 9,15 mill. kroner årlig, gjennom Forskningsrådet. JPND lyste ut midler i 2011 til en pilot. Ved den neste utlysningen i 2013 ble det bevilget midler til tre prosjekter med norsk deltakelse, hvorav ett med norsk koordinater. I 2014 fikk tre norske forskergrupper bevilgning fra JPND, og i 2015 kom det bevilgning til to prosjekter med norsk deltakelse. Ved utgangen av 2015 er dermed åtte norske forskergrupper med i JPND-porteføljen, hvorav to prosjekter ledes fra Norge

Clive Bramham er partner i prosjektet «Synaptic CIRCuit PROTection in AD and HD: BDNF/TrkB and Arc signaling as rescue factors», som koordineres av professor Volkmar Lessmann fra Otto von Guericke-universitetet i Magdeburg, Tyskland.

Les mer:
Clive Bramham: Minnenes fysiske form. Kronikk i Aftenposten

Debabrata Panja, Clive R. Bramham et al.: Two-Stage Translational Control of Dentate Gyrus LTP Consolidation Is Mediated by Sustained BDNF-TrkB Signaling to MNK. Cell Reports Volume 9, Issue 4, 20. November 2014.


 

Skrevet av:
Bjarne Røsjø
Publisert:
19.01.2016
Sist oppdatert:
13.09.2016