Vil regulere vannkanaler i hjernen
Oppdagelsen av vannkanaler i hjernen har åpnet for et fullstendig nytt forskningsområde. Senter for molekylærbiologi og nevrovitenskap i Oslo deltar på oppdagerferden, der det langsiktige målet er å utvikle bedre metoder for å behandle hjerneslag, epilepsi og migrene.
Denne artikkelen er mer enn 10 år gammel.
Forskningen foregår i et internasjonalt miljø. En av gruppene ved Senter for molekylærbiologi og neurovitenskap (CMBN) koordinerer ett av de tre nettverkene som i fjor ble utpekt til Centres of Excellence innenfor molekylærmedisin i Norden. Blant samarbeidspartnerne deres på utforskningen av vanntransport i hjernen er den amerikanske nobelprisvinneren i kjemi, Peter Agre.
- Den norske deltakelsen i dette internasjonale forskningsarbeidet er en følge av Norges lange tradisjoner innen nevrovitenskap som går helt tilbake til Fridthjof Nansens dager, forteller forsker og dr.med. Erlend Nagelhus ved CMBN til Dagens Medisin.
Jomfruelig mark
- Nevrovitenskapelig forskning har til nå konsentrert seg mest om synapsens betydning som knutepunkt for nervecellene i hjernen. Det nye feltet for forskningen vår er grensesjiktet mellom hjernevev og blodårer, en hittil veldig jomfruelig mark, sier Nagelhus. Grensesjiktet utgjøres av gliaendeføtter - utløpere fra astrocytter, som er en type gliaceller i hjernen. I disse endeføttene ligger massevis av ørsmå vannporer som påvirker transporten av væske ut og inn av hjernen. Aquaporiner
Veien inn til det nye forskningsområdet ble åpnet i 1992, da Peter Agre identifiserte det første vannkanalproteinet. Dette ble funnet i røde blodceller og viste seg å være medlem av en stor familie av vannkanalproteiner. Aquaporinene har en trang kanal som slipper vann gjennom, men ikke ioner eller andre molekyler. Forskerne i Oslo kastet seg over Agres oppdagelse. - Agre lokaliserte vannporer i røde blodlegemer. Vi var de første som brukte elektronmikroskopi til å påvise at det også finnes store vannkanalproteiner i hjernen. Den viktigste vannkanalen i hjernen er aquaporin-4 (AQP4), sier Nagelhus. Påvirker hjerneslag
Den danske forskeren Søren Nielsen hadde forsket på AQP4 i nyrene og utviklet antistoffer mot proteinet. Forskerne i Oslo brukte disse antistoffene til å avdekke hvor i hjernen AQP4 var lokalisert. AQP4 er spesielt anriket i gliaendeføttene, i grensesjiktet mellom hjerne og blodkar. I 2003 påviste Mahmood Amiry-Mohaddam ved CMBN disse vannkanalenes betydning for hjerneslag. Væskeansamling er en viktig årsak til død ved hjerneslag. Ved å fjerne vannkanalene mellom hjerne og blodkar, ble væskeansamlingen i hjernen redusert. Dette ble vist i forsøksdyr som ble utsatt for eksperimentelt utløst hjerneslag. - Vi stiller nå spørsmålet: Hvorfor har vi slike vannkanaler i det ytre av hjernen? Vi vet fortsatt lite om deres fysiologiske funksjon og regulering. Der setter vi nå inn støtet, sier Nagelhus. Kramper og hodepine
Nagelhus har ved forsøk avdekket at AQP4 er samlokalisert med en kaliumkanal. Gliaendeføttene bidrar til å fjerne kalium fra aktivt hjernevev. Hvis kalium ikke fjernes, vil nervecellene bli overstimulert, noe som i verste fall kan føre til epileptiske anfall. Ved siden av hjerneslag er epilepsi og migrene sykdommer hvor vanntransporten i hjernen kan være forstyrret. En teori er at epileptiske kramper i visse tilfeller kan utløses eller forverres av lokale forstyrrelser i væskebalansen. - Vi tror også at migrene og annen hodepine har sammenheng med forstyrrelser i væskebalansen, og at migrene skyldes spenning i blodårene. Dette er et annet spennende forskningsområde som vi arbeider på, sier Nagelhus. Ny behandling
Gruppen som Nagelhus arbeider i, har nylig fått en bevilgning gjennom Storforsk i Forskningsrådet for å finne ut mer om vannkanalene. Målet er å utvikle metoder for å regulere vanntransporten i hjernen gjennom medikamentell behandling. - Er det langt frem til en slik behandling? - I dag er det ikke dokumentert hvordan vanntransporten i hjernen er regulert. Men vi arbeider med å finne ut av dette, i håp om at slik kunnskap kan lede oss på sporet til nye behandlingsprinsipper. Det er mye grunnforskning i prosjektet vårt, men veien til klinisk anvendelse trenger ikke være så lang. Nå holder vi på å fremskaffe kunnskap om mekanismene som skal føre frem til medisin, sier Erlend Nagelhus. 18.-24. mai kommer for øvrig både Peter Agre og en annen nobelprisvinner, Bert Sakmann, til et seminar om dette forskningsfeltet som Nagelhus og hans medarbeidere arrangerer i Oslo. Opphav:
- Nevrovitenskapelig forskning har til nå konsentrert seg mest om synapsens betydning som knutepunkt for nervecellene i hjernen. Det nye feltet for forskningen vår er grensesjiktet mellom hjernevev og blodårer, en hittil veldig jomfruelig mark, sier Nagelhus. Grensesjiktet utgjøres av gliaendeføtter - utløpere fra astrocytter, som er en type gliaceller i hjernen. I disse endeføttene ligger massevis av ørsmå vannporer som påvirker transporten av væske ut og inn av hjernen. Aquaporiner
Veien inn til det nye forskningsområdet ble åpnet i 1992, da Peter Agre identifiserte det første vannkanalproteinet. Dette ble funnet i røde blodceller og viste seg å være medlem av en stor familie av vannkanalproteiner. Aquaporinene har en trang kanal som slipper vann gjennom, men ikke ioner eller andre molekyler. Forskerne i Oslo kastet seg over Agres oppdagelse. - Agre lokaliserte vannporer i røde blodlegemer. Vi var de første som brukte elektronmikroskopi til å påvise at det også finnes store vannkanalproteiner i hjernen. Den viktigste vannkanalen i hjernen er aquaporin-4 (AQP4), sier Nagelhus. Påvirker hjerneslag
Den danske forskeren Søren Nielsen hadde forsket på AQP4 i nyrene og utviklet antistoffer mot proteinet. Forskerne i Oslo brukte disse antistoffene til å avdekke hvor i hjernen AQP4 var lokalisert. AQP4 er spesielt anriket i gliaendeføttene, i grensesjiktet mellom hjerne og blodkar. I 2003 påviste Mahmood Amiry-Mohaddam ved CMBN disse vannkanalenes betydning for hjerneslag. Væskeansamling er en viktig årsak til død ved hjerneslag. Ved å fjerne vannkanalene mellom hjerne og blodkar, ble væskeansamlingen i hjernen redusert. Dette ble vist i forsøksdyr som ble utsatt for eksperimentelt utløst hjerneslag. - Vi stiller nå spørsmålet: Hvorfor har vi slike vannkanaler i det ytre av hjernen? Vi vet fortsatt lite om deres fysiologiske funksjon og regulering. Der setter vi nå inn støtet, sier Nagelhus. Kramper og hodepine
Nagelhus har ved forsøk avdekket at AQP4 er samlokalisert med en kaliumkanal. Gliaendeføttene bidrar til å fjerne kalium fra aktivt hjernevev. Hvis kalium ikke fjernes, vil nervecellene bli overstimulert, noe som i verste fall kan føre til epileptiske anfall. Ved siden av hjerneslag er epilepsi og migrene sykdommer hvor vanntransporten i hjernen kan være forstyrret. En teori er at epileptiske kramper i visse tilfeller kan utløses eller forverres av lokale forstyrrelser i væskebalansen. - Vi tror også at migrene og annen hodepine har sammenheng med forstyrrelser i væskebalansen, og at migrene skyldes spenning i blodårene. Dette er et annet spennende forskningsområde som vi arbeider på, sier Nagelhus. Ny behandling
Gruppen som Nagelhus arbeider i, har nylig fått en bevilgning gjennom Storforsk i Forskningsrådet for å finne ut mer om vannkanalene. Målet er å utvikle metoder for å regulere vanntransporten i hjernen gjennom medikamentell behandling. - Er det langt frem til en slik behandling? - I dag er det ikke dokumentert hvordan vanntransporten i hjernen er regulert. Men vi arbeider med å finne ut av dette, i håp om at slik kunnskap kan lede oss på sporet til nye behandlingsprinsipper. Det er mye grunnforskning i prosjektet vårt, men veien til klinisk anvendelse trenger ikke være så lang. Nå holder vi på å fremskaffe kunnskap om mekanismene som skal føre frem til medisin, sier Erlend Nagelhus. 18.-24. mai kommer for øvrig både Peter Agre og en annen nobelprisvinner, Bert Sakmann, til et seminar om dette forskningsfeltet som Nagelhus og hans medarbeidere arrangerer i Oslo. Opphav:
Annonse kun for helsepersonell
| Fakta - Centre for Molecular Biology and Neuroscience (CMBN) har Universitetet i Oslo (UiO) og Rikshospitalet som vertsinstitusjoner. - CMBN driver forskning innen molekylærbiologi og nevrovitenskap og er ett av sentrene for fremragende forskning i Norge. - Senteret ledes av professor Ole Petter Ottersen. Han er også leder for et av de tre faglige nettverkene under Centres of Excellence innen molekylærmedisin i Norden. |
Dagens Medisin 09/05
Sigurd Aarvig
