ALS löst. Tack nördar.

90-talet var hjärnans årtionde, officiellt utropat av en president och allt. Även om många har påpekat att vi fortfarande förstår hjärnan väldigt dåligt så var det onekligen då neurovetenskap började växa sig till den koloss den är idag. Publikationsmässigt såg decenniet två nästan identiska upptäckter inom olika fält, som konstigt nog gick två helt olika öden till mötes.

1998 slog Bomben ner inom Parkinsonforskning. Spillantini et al. beskrev i Nature att de s.k. Lewykropparna, ett kännetecken för bl.a. Parkinsons sjukdom, bestod av proteinet alfasynuklein och fick draghjälp av upptäckten att mutationer i genen parkin gav upphov till en ärftlig form av parkinsonism. Att den muterade genen gav upphov till det nyupptäckta proteinet upptäcktes snart och idag är alfasynukleinfrågan central inom Parkinsonfältet, där den stora frågan är om alfasynuklein kan vara ett prionprotein liknande det som orsakar galna ko-sjukan och Creutzfeldt-Jacobs sjukdom eller inte. Det finns inte en neurolog idag som inte har en bestämd åsikt om hur det ligger till, eller två som håller med varandra.

1994, fyra år tidigare, publicerades en upptäckt som i allt väsentligt är identisk med Naturearbetena om alfasynuklein och parkin, fastän sjukdomen var en annan. Rosen et al. beskrev hur genen för superoxiddismutas 1, SOD1, var muterad hos patienter med den ärftliga formen av ALS, eller FALS. Även SOD1 har föreslagits vara ett prionprotein, men där alfasynuklein förekommer hos alla med Parkinsons så har man inte kunnat koppla SOD1 till den betydligt vanligare sporadiska formen av ALS, SALS, på något tillfredsställande sätt. Rosen et als upptäckt har därför inte fått samma genomslag som Spillantini et al, snarare en tämligen bestämd harkling än ett bombnedslag. Spillantinis artikel har 3150 citeringar i vetenskapliga publikationer idag, Rosens har 122.

Förra veckan damp så den här artikeln ned. 

Författarna presenterar följande hypotes: Vi vet att de mutationer som leder till ärftlig ALS ger alla upphov till att proteinkedjan i SOD1 veckas fel, vilket är ett av kännetecknen för en prionsjukdom. Felveckat SOD1 har också återfunnits i sporadisk ALS, hos patienter utan mutationer. Om felveckat SOD1 är ett prionprotein som ligger bakom både FALS och SALS måste ett antal kriterier uppfyllas:
1) Det måste finnas en mekanism genom vilken en cell med felveckat SOD1 kan smitta andra celler.
2) Felveckat SOD1 ska kunna omvandla normalt SOD1 till den felveckade formen.
3) Felveckat SOD1 måste förekomma i centrala nervsystemet hos samtliga individer som drabbats av ALS.
Detta är, för att använda en smått grotesk underdrift, inte så lätt att kontrollera i verkligheten. Men det är i alla fall det studien säger sig ha gjort.

Kan celler smitta varandra med SOD1? I sin felveckade form är proteinet giftigt, så det är inte helt lätt att undersöka. Dessutom är det inte trivialt att se skillnad på ett vanligt och ett felveckat protein, om de är produkter av samma gensekvens. För att besvara frågan använde forskarna cellinjen HEK293 som är motståndskraftig mot den giftiga effekten och utvecklade en antikropp som selektivt färgar felveckat SOD1 så det blir synligt i mikroskop. Både friska HEK-celler och de med muterade SOD1-gener släppte ut felveckade proteiner efter att de hade smittats med dem av forskarna. När de färgade det felveckade proteinet med antikroppar åkte cellerna dit på bar gärning när de exocyterade det. Bilden föreställer celler som släpper ut mörkt färgade bubblor av felveckat SOD1 (grafen bredvid visar förekomsten av proteinet, där NT är osmittade celler):


För att runda av visade gruppen att friska celler som fick växa i smittade cellers närhet började också producera det felveckade proteinet. Det första kriteriet i deras hypotes är därmed uppfyllt.

Omvandlar felveckat SOD1 normalt SOD1 till den felveckade formen? Forskarna testade detta på följande sätt: Det är hypotetiskt möjligt att de HEK-celler som forskarna först infekterade med felveckat protein bara vidarebefordrar lite av den smittande dosen till andra celler. För att utesluta det blockerade de cellernas egna produktion av SOD1, vilket också stoppade smittan. Finns det inget friskt protein att omvandla avstannar spridningen. Det andra kriteriet i författarnas hypotes är uppfyllt.

Har personer med ALS felveckat SOD1 i sina hjärnor? Om SOD1 är ett prionprotein som orsakar ALS måste det förekomma i centrala nervsystemet både hos de med den ärftliga och den sporadiska formen av sjukdomen. Forskarna tog prover från avlidna patienter med ALS av bägge formerna och jämförde dem med prover från normala hjärnor och från patienter med Alzheimers (AD). Som väntat förekom normalt SOD1 i alla prover, men bara prover från avlidna med ALS innehöll de felveckade versionerna 3H1 och 10C12, som färgats bruna i mikroskopibilderna:

Det sista kriteriet för författarnas hypotes verkar alltså vara uppfyllt. Om resultaten går att reproducera skulle det innebära att ALS är den överlägset vanligaste prionsjukdomen i världen. How do you like them apples?


Slutligen: När forskarna tillsatte antikroppar mot det felveckade proteinet till cellodlingarna så kunde inte cellerna smitta varandra längre. Som de skriver själva i slutet av artikeln:


Most significantly, the inhibition of propagated misfolding of SOD1 by misfolding-specific antibodies in vitro suggests a unique immunotherapeutic approach to neutralizing the spread of disease in ALS patients.

Ljudet ni hör är det frenetiska undertecknandet av non-disclosureavtal och skrivandet av etiska tillstånd för fas 1-studier.

Bara en sak till. Enligt hennes Linkedinprofil verkar studiens huvudförfattare Leslie Grad ha tre doktorander. Om inte de refereras till som undergrads är jag helhjärtat för militära sanktioner mot Kanada.

1 comment:

  1. Fantasiskt! All praise the nerds!

    ReplyDelete