Alle kroppens væv har forskellige funktioner. Muskelvævet fungerer eksempelvis på én måde, mens levervævet eller vævet i bugspytkirtlen fungerer på en helt anden måde.
Derfor indeholder de forskellige væv også forskellige proteiner, som samlet set sørger for, at hvert væv udfører sin givne funktion.
Nu har svenske forskere med hjælp fra dansk hånd kortlagt, hvilke proteiner der opererer i hvert af kroppens 32 forskellige vævstyper, og hvad deres funktion er i forhold til andre typer væv.
Ifølge forskerne bag studiet kan man bruge opdagelsen til blandt andet at udvikle medicin, der kan ramme sygdomme meget mere præcist.
»Perspektiverne i kortlægningen af kroppen proteiner er enormt store. Vil man eksempelvis lave medicin, der er rettet specifikt mod leveren, kan man nu finde ud af, hvilke proteiner som findes i leveren og målrette sin medicin, så den binder til netop disse proteiner. Så undgår man, at en eventuel toksisk virkning af medicinen rammer andre væv,« fortæller studiets danske bidrag, professor Jens Nielsen fra Chalmers Tekniska Högskola i Sverige.
Det nye forskningsresultat er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Science.
Kollega er meget begejstret
Svenske Mats Wikström er lektor og forsker i proteiner ved The Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research.
Han har ikke selv deltaget i studiet, men han er udmærket bekendt med det, da det er et af de højest profilerede svenske forskningsprojekter.
Mats Wilkström mener, at forskningsarbejdet er skelsættende for fremtidig udvikling af lægemidler.
»Der er ingen tvivl om, at det her vil komme til at have en stor indflydelse på, hvordan medicin vil blive udviklet fremover. Det vil også blive et redskab, som mange forskere vil kunne bruge til at identificere proteiner og signalveje, der er relevante for netop deres forskning. Det vil hjælpe til med at uddybe forståelsen af blandt andet en masse sygdomme,« siger Mats Wikström.
Hjælper i kampen mod kræft
Kroppen indeholder i alt omkring 20.000 proteiner. Af dem er cirka halvdelen universelle og findes i alle typer væv.
Den anden halvdel består af mere eller mindre unikke proteiner, som findes i et udvalg af ét eller flere væv. Insulin er et eksempel på et unikt protein, der udelukkende produceres i ét væv. Insulin bliver udelukkende udskilt fra bugspytkirtlen.
Netop proteinerne, som kun findes i én type væv, er ifølge Jens Nielsen meget interessante, da de muligvis kan bruges til at kurere dødelige sygdomme som eksempelvis leverkræft.
»Når man vil lave lægemidler mod en sygdom som levercancer, er det vigtigt, at man ved, hvilke proteiner som findes i leveren. Hvis man kan se, at et protein ændrer sig ved sygdommen, og at proteinet samtidig er unikt for leveren, kan det blive et mål for kræftmedicin, der ikke rammer andre vævstyper. Det er den slags lægemiddeludvikling, man kan bruge vores kortlægning af proteinerne til,« forklarer Jens Nielsen.
Mats Wikström er helt enig og mener desuden, at det kan komme til at have en indflydelse tidligt i lægemiddeludviklingsforløbet:
»Man kan allerede tidligt gå ind og se, om en ny lægemiddelkandidat rettet mod forskellige proteiner potentielt kan komme til at have bivirkninger i nogle typer væv, hvor man ikke ønsker det. På den måde kan man måske ændre på et lægemiddel, så det bliver mere specifikt i sit mål, meget tidligt i udviklingsfasen,« siger Mats Wikström.
Katalog over mulig mål for medicin
Et andet perspektiv af studiet og kortet over alle kroppens proteiner er ifølge Jens Nielsen de proteiner, som de forskellige vævstyper udskiller.
Perspektiverne i kortlægningen af kroppen proteiner er enormt store. Vil man eksempelvis lave medicin, der er rettet specifikt mod leveren, kan man nu finde ud af, hvilke proteiner som findes i leveren og målrette sin medicin, så den binder til netop disse proteiner.
Professor Jens Nielsen, Chalmers Tekniska Högskola
Proteinerne findes nemlig ikke blot inde i cellerne. De bliver også brugt til kommunikation mellem cellerne.
I studiet har forskerne kortlagt alle disse proteiner, som hver vævstype udskiller.
Det giver ifølge Jens Nielsen forskere udvidet et katalog over, hvilke proteiner som kunne være interessante at designe medicin til i relation til forskellige sygdomme. Årsagen er, at mange typer lægemidler allerede er målrettet mod netop disse proteiner, der udveksles mellem vævstyper
»Det er et meget væsentligt fund, som kan danne basis for fremtidig lægemiddeludvikling,« mener Jens Nielsen.
Mats Wikström mener i tillæg, at det også kan være med til at afgøre, om givne lægemidler allerede kan kasseres tidligt i udviklingen.
»Hvis man forestiller sig, at man har udviklet et lægemiddel, som er designet til at binde til et protein, som ifølge dette studie udelukkende findes inde i cellerne. Det vil ikke være særligt hensigtsmæssigt i det tilfælde, at lægemidlet er designet på baggrund af et antistof, der er for stort til at komme ind i cellerne. Studiet her kan give en hel masse information, som kan hjælpe meget tidligt i lægemiddeludviklingen,« siger Mats Wikström.
Katalog er en ressource til andre forskere
Den svenske forskergruppe har i deres forskning også kortlagt alle de proteiner, som er involveret i hvert vævs stofskifte – det vil sige omdannelse af sukker til energi og brugbare biologiske molekyler.
Hver vævstype har sit eget stofskifte, og mange sygdomme kan relateres til dysfunktion i en enkelt vævstypes stofskifte, eksempelvis fedtmetabolismen i sygdomstilstanden fedtlever
Opdagelsen giver ifølge Jens Nielsen forskere en forståelse for, hvordan fejl i samspillet mellem proteiner inde i hver celle kan være den udløsende faktor for forskellige sygdomme.
»På det punkt er vores forskning i høj grad en ressource, som andre forskere kan dykke ned i og finde ud af ting, der kan bidrage til deres egen forskning,« fortæller Jens Nielsen.
Analyserede fem millioner billeder
I kortlægningen af kroppens proteiner har forskerne anvendt to forskellige molekylærbiologiske teknikker samt vævsprøver fra 32 forskellige typer menneskeligt væv.
Den ene teknik til at identificere proteinerne i de forskellige væv gik ud på, at forskerne udtog mRNA fra de forskellige vævstyper og sekventerede dem.
På den måde kunne forskerne identificere sekvensen på de proteiner, som mRNA’erne kodede for. Det gav forskerne det første overblik over, hvilke proteiner som findes i de forskellige væv.
I den anden teknik har forskerne brugt mere end 20.000 antistoffer, som enkeltvis binder til hvert af kroppens 20.000 forskellige proteiner.
Antistofferne tilsatte forskerne til vævsprøver én efter én, hvorefter de tog billeder af vævet for at finde ud af, om antistoffet havde fundet et mål og dermed et givent protein i vævet.
»For at sætte forskningsarbejdet i perspektiv, skulle vi analysere fem millioner billeder enkeltvis under mikroskop,« siger Jens Nielsen og fortæller samtidig, at forskningsprojektet har været finansieret med 900 millioner svenske kroner fra Knut og Alice Wallenberg Stiftelsen.
