Nyt forskningsprojekt baner vej for kur mod hjertesvigt

Hvert år rammes omkring 10.000 danskere af et hjertesvigt, men i dag kan lægerne kun bremse sygdommens udvikling. De har ingen kur.

Derfor håber forskerne bag et nyt forskningsprojekt, støttet af Det Frie Forskningsråd, at få skabt grundlaget for en bedre behandling af sygdommen.

Forskerne vil undersøge, om proteinerne i hjertets celler ændrer sig, når hjertet svigter. Netop den viden kan måske i sidste ende hjælpe patienter med hjertesvigt.

»Proteiner er cellers arbejdsheste. Og med den molekylære forståelse vi i dag har af hjertets funktion, så ved vi, at der er nogle helt specifikke proteiner, der ikke fungerer, som de skal, i patienter med hjertesvigt,« forklarer projektets leder Alicia Lundby fra Center for Proteinforskning på Københavns Universitet.

»Når vi i dag ikke kan kurere hjertesvigt medicinsk, så er det et resultat af, at vi endnu ikke fuldt ud forstår, hvad der sker på molekylært plan i hjertet ved hjertesvigt. Min formodning er, at der er langt flere proteiner involveret i sygdommen, end dem vi hidtil har kendt til,« fortsætter hun.

Kan for første gang undersøge alle proteiner i hjertet

Når forskerne hidtil kun har vist en sammenhæng mellem hjertesvigt og ganske få af de tusindvis af proteiner, som hjertets celler indeholder, hænger det ifølge Alicia Lundby formentlig sammen med, at man hidtil har været begrænset til kun at kunne undersøge nogle få proteiner ad gangen.

»Med klassiske tilgange har vi hver gang måtte opstille hypoteser om, hvilket protein der kunne tænkes at have en betydning og herefter undersøge det. På den måde var vores forskning begrænset af vores egen kreativitet og af de fund, andre forskere havde gjort. I min optik har det betydet, at vi ofte kom til at arbejde med de samme proteiner og fokusere på dem, som vi i forvejen vidste var vigtige for hjertets funktion,« siger Alicia Lundby.

Derfor besluttede hun sig for at lære at bruge den såkaldte 'proteomics'-teknologi, hvor man i et eneste forsøg kan undersøge flere tusinde proteiner.

Teknologien har hovedsageligt været brugt til studier baseret på kræftceller, som forskere groede i laboratorier over lang tid. Alicia Lundby har været med til at udvikle metoder, som gør det muligt at udvinde proteinerne fra vævsprøver af for eksempel et musehjerte, så man kan undersøge, hvordan raske og syge hjerter adskiller sig fra hinanden.

Hjertesvigt i dyr gør os klogere på hjertesvigt i mennesker

Det første skridt for forskerne er at bruge den avancerede teknologi til at undersøge, om og hvordan proteinerne ændrer sig, når hjertet svigter. Det kan man af gode grunde ikke undersøge i mennesker, så derfor laver forskerne i første omgang forsøg baseret på hjertesvigt i dyr.

»Hvis man strammer en lille snor rundt om hovedpulsåren på en mus, vil musen otte uger senere have udviklet hjertesvigt. Vi vil undersøge, hvordan proteinerne i hjerter fra de mus adskiller sig fra mus, som har gennemgået den samme operation, men hvor den her lille snor ikke er blevet strammet,« forklarer Alicia Lundby.

Samtidig vil forskerne undersøge, hvordan proteinerne i musenes hjerter påvirkes, når musene bliver behandlet med samme type medicin som patienter med hjertesvigt. De vil både undersøge de akutte effekter af medicinen og undersøge, hvordan medicinen på længere sigt påvirker udtrykket af proteiner i hjertet.

For selvom vi godt ved, at der sker ændringer, når man giver hjertemedicinen, så ved vi ifølge Alicia Lundby ikke, hvilke proteiner det er, der reagerer positivt på medicinen.

»Det er mit håb, at man ved hjælp af en kortlægning af ændringerne i proteinerne i sidste ende vil kunne målrette hjertemedicin bedre, så den ikke påvirker hjertet bredt, men påvirker de vigtigste proteiner specifikt.«

Kan være første skridt til en kur mod hjertesvigt

Forskningen kan skabe håb for fremtiden, men projektet handler dog først og fremmest om at lægge fundamentet til fremtidig forskning og udvikling af medicin.

For selvom den avancerede teknologi har gjort det muligt at undersøge tusindvis af proteiner på en gang, så vil forskerne formodentligt stadigvæk stå tilbage med et betydeligt arbejde, inden resultaterne kan bruges i medicinalindustrien.

»Hvis vi er meget heldige, vil vi stå tilbage med meget få proteiner, der afviger i de syge hjerter, og så vil vi kunne undersøge, om lægemidler rettet mod præcis et af disse proteiner kan ændre sygdommen. I så fald vil det være interessant for medicinalfirmaer at udvikle lægemidler specifikt rettet mod de proteiner. Men jeg vil formode, at vi finder i størrelsesordenen 100 proteiner, som på en eller anden måde ændrer sig fra det raske til det syge hjerte, og så mangler vi stadig at finde ud af, hvilke af de proteiner der er afgørende for sygdommen.«

Den opgave har Alicia Lundby dog også en mulig løsning på.

Sammen med kollegaer fra det amerikanske Broad Institute, som er affilieret med Harvard University og Massachusetts Institute of Technology, har hun nemlig udviklet en særlig teknik til at indsnævre feltet af potentielt vigtige proteiner yderligere.

»Vi har udviklet et statistisk analyseværktøj, der gør det muligt at sammenkoble resultater fra den her type af proteomics-forsøg, baseret på væv fra dyr, med data fra genetiske studier af mennesker. Ved at sammenkøre resultaterne fra de to forskellige typer datasæt kan vi give et kvalificeret bud på, hvilke gener sandsynligvis er centrale for det, vi undersøger. Dernæst kan vi så slå genet ud i for eksempel zebrafisk og direkte undersøge effekten af genet på hjertets funktion og på den måde enten be- eller afkræfte vores antagelse.«

Kan også bruges til andre organer

Uanset udfaldet af projektet, vil resultaterne ifølge Alicia Lundby under alle omstændigheder give os en bedre forståelse af, hvad der regulerer hjertet på molekylært plan. Og den viden vil i sig selv være med til at øge chancen for, at vi på længere sigt kan udvikle hjertemedicin, som virker mere målrettet.

Samtidig kan selve metoden med at udvinde proteiner fra vævsprøver fra dyr eller fra biopsier fra mennesker formodentlig også hjælpe forskere uden for hjerteforskningen.

»De proteomics-metoder, vi har udviklet, er fortsat meget nye, og det betyder, at de endnu ikke er særligt udbredte. Jeg har fokuseret på hjertevæv, fordi det er mit primære fagområde, men teknologien kan sagtens anvendes på andre vævstyper også.«

»Det tager tid at lære at lave denne type forsøg, men jeg vil være overrasket, hvis vi ikke ser, at vores tilgang også bliver udbredt til at studere proteiner i relation til sygdomme forbundet med andre organer,« siger Alicia Lundby fra Center for Proteinforskning på Københavns Universitet.