Danske forskere peger på giftigt protein som nøglen til at forstå Parkinsons sygdom

En ny metode bringer forskere tættere på at forstå, hvordan Parkinsons sygdom opstår.

Det skyldige protein hedder alpha-synuclein, og det kan danne små, skadelige klumper, der borer sig ind i celler og laver huller.

Det lyder dramatisk, og det er det også. For disse huller kan føre til, at nerveceller dør, og det er netop dét, der sker i hjernen hos mennesker med Parkinson.

Nu har et dansk forskerhold for første gang fulgt hele forløbet live - lige fra første kontaktpunkt til selve gennembruddet i membranen. Og de har fanget det på video.

»Det er som at se en molekylær film i slowmotion,« siger Mette Galsgaard Malle, der er postdoc ved iNANO ved Aarhus Universitet og medforfatter på det nye studie.

Du kan selv få et glimt af den usædvanlige optagelse længere nede i artiklen.

Studiet giver ny indsigt i en sygdom, der rammer tusindvis af danskere, og som der endnu ikke findes en kur mod.

Proteinerne klumper sammen og laver huller

Man har længe vidst, at proteinet alpha-synuclein har betydning for udviklingen af Parkinsons sygdom.

Det er et protein, som vi alle har i kroppen, blandt andet i nervecellerne. I raske hjerner findes proteinet som enkeltmolekyler og medvirker i nervecellernes kommunikation, men ved Parkinson ændrer det adfærd: Det begynder at klumpe sig sammen i giftige strukturer.

Det er dog et mysterium, hvad der får proteinet til at opføre sig sådan.

Ifølge Alexander Kai Büll, professor i bioteknologi ved DTU, er »hjernen det mest komplekse system i hele universet«, og der er stadig meget, vi endnu ikke ved om Parkinson.

»Det er ikke en overdrivelse at sige, at det er meget sværere at finde en kur mod Parkinsons sygdom, end det var at sende det første menneske til Månen,« siger han.

Vi skal altså ikke forvente, at én enkelt undersøgelse vil kunne føre til en kur.

Det nye danske studie, som netop er offentliggjort og snart bringes på forsiden af det videnskabelige tidsskrift ACS Nano, er dog af virkelig høj kvalitet, understreger professoren, der ikke selv har været involveret i arbejdet.

En teknisk præstation

De fleste tidligere studier på området har fokuseret på store sammenklumpninger af alpha-synuclein-proteinet.

Det skyldes, at disse klumper har været synlige i hjernevæv fra parkinsonpatienter.

Men alpha-synuclein kan også danne mindre klumper – kaldet oligomerer – og det er dem, Mette Malle og hendes kolleger har undersøgt.

Tidligere forskning peger på, at de små proteinklumper kan skabe huller i cellemembranen, hvilket kan skade cellen. Og det danske forskerhold satte sig for at undersøge, hvordan det konkret udspiller sig.

Derfor lavede de kunstige cellemembraner i form af små fedt-bobler. Nogle af dem blev fyldt med et fluorescerende farvestof, så det lyste og gjorde det muligt for forskerne at se, om proteinerne lavede huller.

Ved hjælp af et kraftigt mikroskop kunne de følge processen trin for trin:

• Først binder proteinet sig til cellemembranen,
• så begynder det at bore sig ind,
• og til sidst danner det et hul, der kan åbne og lukke.

Det er rent teknisk en stor præstation, ifølge Alexander Büll.

»Normalt laver man den her slags test i store mængder, for eksempel i et reagensglas med tusindvis af cellemembraner. Det giver kun et gennemsnitligt resultat,« siger han.

Det danske studie undersøger imidlertid cellemembranernes reaktion på det giftige protein én for én, hvilket gør det mere præcist og giver langt flere detaljer.

Studiet viser altså meget præcist, hvordan de her sammenklumpninger af protein kan danne små huller cellemembranen.

»Det har man kun haft mistanke om før, men vi kunne nu måle det direkte,« fortæller Mette Galsgaard Malle.

Hullerne i cellemembranen kan forstyrre cellens indre balance og kan i sidste ende føre til, at den dør.

Åbner for nye muligheder

Ifølge Helle Bogetofte Barnkob, postdoc ved Institut for Biokemi og Molekylær Biologi på Syddansk Universitet, giver studiet ikke alene en bedre forståelse af Parkinsons sygdom, det baner også vejen for udviklingen af nye lægemidler:

»I dag har vi kun behandlinger, der lindrer symptomerne, men ikke noget, der stopper sygdommen. Hvis vi skal udvikle bedre behandlinger, skal vi vide, hvad der faktisk går galt i cellerne.«

Det er også en pointe, som forskerne bag studiet selv fremfører. Mette Galsgaard Malle peger på, at studiets metode i fremtiden måske kan bruges til at teste, om nogle stoffer kan ændre det sammenklumpede protein, så det ikke laver huller i membranerne.

»Det er i hvert fald vores håb. Vores studie åbner op for nye typer forskning og behandling. Det næste skridt er at gentage studiet i rigtige celler, så vi kommer tættere på virkeligheden,« siger hun.

Fra kunstige membraner til rigtige celler

Forskerne bag studiet forestiller sig, at metoden kan udvikles til en såkaldt high-throughput screening-platform. Det er en metode, hvor man hurtigt kan teste tusindvis af forskellige stoffer og se, om nogen af dem har en gavnlig effekt.

Ifølge Alexander Büll tester man i medicinalindustrien ofte enorme mængder af stoffer (10.000 eller flere) for at se, om bare ét af dem virker mod en sygdom. Han sammenligner det med at lede efter en nål i en høstak.

»Måske kunne denne nye metode bruges til at gøre sådan en søgning mere målrettet og effektiv, når man leder efter medicin mod Parkinsons,« siger han.

Det afhænger dog af, om metoden også virker på mere realistiske modeller. Studiet er nemlig lavet i et forenklet, kunstigt system, hvor man har renset alpha-synuclein og cellemembraner blev isoleret.

Derfor understreger Alexander Büll, at selvom metoden er teknisk imponerende, så er det noget helt andet at anvende den på levende celler eller membraner fra den menneskelige hjerne, hvor der er mange andre proteiner og processer i spil, som kan påvirke resultatet.

Det næste vigtige skridt er derfor at bruge metoden i en forsøgsopstilling, der ligger tættere på virkeligheden.