Cellene våre spiser seg selv for at vi skal holde oss friske. En detaljert forståelse av cellenes søppelhåndteringssystem, kan være nøkkelen til å forhindre sykdommer og forlenge livet.
Uten ALFY vil ikke cellene få ryddet opp i sitt eget søppel. Konsekvensen kan bli kreft og demens. (Foto: Gunnar F. Lothe, UiO)
Cellene våre inneholder mange former for søppel, som for eksempel ødelagte eller gamle organeller.
Hvis ikke disse brytes ned og fjernes gjennom cellenes eget søppelhåndteringssystem kalt autofagi, kan resultatet bli celledød, som kan føre til kreft og demens.
– Vi kan tenke oss cellen som en travel by, sier professor Anne Simonsen. Hun er professor ved institutt for medisinske basalfag.
– For at byen skal fungere optimalt må man ha en effektiv måte å kvitte seg med søppel på og bruke dette til gjenvinning av nye produkter og produksjon av energi.
Simonsen og medarbeiderne hennes har tidligere vist at autofagi er viktig for å hindre at feilfoldede proteiner klumper seg sammen
En slik opphopning kan føre til sykdommer som Alzheimer, Parkinsons og Huntingtons Disease.
Forskerne har identifisert flere proteiner som kan binde til slike feilfoldede sykdomsassosierte proteiner og merke dem for nedbryting ved autofagi, hvilket er et viktig bidrag til å holde cellene friske.
Nylig publiserte de funn som øker vår forståelse av hvordan dette skjer, noe som kan ha stor betydning i arbeidet med å finne en medisin mot demens.
En mulighet for å reversere kreft og demens
– Vi har tidligere vist at proteinet ALFY er viktig i prosessen, men vi har ikke forstått akkurat hvorfor, sier Simonsen.
I sin nyeste studie presenterer de funn som viser at proteinet ALFY er nødvendig for at autofagiprosessen kommer i gang.
Fjerner man ALFY vil man ikke få rekruttert autofagimembran. Dermed vil ikke de sammenklumpede proteinene bli fjernet ved autofagi, noe som igjen kan forårsake nervecelledød og demens.
Forsøk på bananfluer har vist at også de blir demente dersom de mangler bananfluenes versjon av ALFY. Dessuten har de funnet at økte nivåer av ALFY i bananfluer kan forhindre opphopning av feilfoldede proteiner.
– Vi håper at våre studier kan bidra til økt forståelse av de cellulære prosessene som forårsaker kreft og demens, sier Simonsen.
– Så kan vi på sikt finne medikamenter som vil kunne forhindre eller til og med reversere disse sykdommene, muligens ved å øke produksjonen eller effekten av ALFY.
Resirkulering ved selvspising
Ordet autofagi er hentet fra gresk og betyr selvspising. Cellenes søppelhåndteringssystem forklares ofte med at cellene våre spiser av seg selv.
Forenklet går denne prosessen ut på at cellen bryter ned sitt eget avfall og bruker restene som nytt byggemateriale.
Annonse
En membran lukker seg rundt søppelet i cellen og danner en enhet som fraktes til cellens avfallsstasjon hvor det brytes ned. Nedbrytningsproduktene blir så resirkulert som byggemateriale eller brukes til energiproduksjon for cellen.
Anne Simonsen og hennes forskergruppe forsker på de bittesmå men avgjørende detaljene som kan bidra til å reversere kreft og demens. Fra venstre: Gunnveig Toft Bjørndal, Petter Holland, Aleksander Aas, Kristiane Søreng, Christian Bindesbøll, Anne Simonsen, Serhiy Pankiv, Benan John Mathai, Pauline Isakson, Alf Håkon Lystad (Foto: Gunnar F. Lothe, UiO)
At cellene spiser seg selv er både normalt og nødvendig og skjer i alle celler hele tiden.
Forlenget levetid
Resirkuleringen av materiale som foregår ved autofagi er med på å forlenge cellenes levetid.
Simonsen og medarbeidere har tidligere vist at økt autofaginivå også kan forlenge levetiden til en organisme, nemlig bananfluer
– Vi vet at autofagi settes i gang og oppreguleres ved sult, og det er holdepunkter for at oppregulert autofagi er viktig for den livsforlengende effekten av såkalt ”caloric restriction” og ”intermittent fasting”, som er sentralt i den populære 5:2-dietten, sier Simonsen.
Dette forklares primært med at oppryddingen i cellene som autofagi står for er viktig for å beskytte oss mot kreft og andre livsstilssykdommer.
For mye kan være skadelig
Hvis det er slik at mangel på autofagi fører til sykdommer, hvorfor kan vi ikke bare stimulere til mer autofagi?
– Studier har vist at for mye autofagi i visse tilfeller kan være skadelig. Dette gjelder for eksempel visse typer og stadier av kreft, forklarer Simonsen.
– Derfor er det viktig å forstå de molekylære mekanismene involvert i ulike former for autofagi i forskjellige celletyper for å kunne manipulere autofagi terapeutisk. Forskningen er derfor sentrert rundt de basale spørsmålene i autofagien: Hvordan dannes membranen? Hvordan gjenkjennes søppelet? Hvordan reguleres prosessen?
For å utvikle en effektiv medisin er man avhengig av mest mulig detaljert kunnskap, og gruppen jobber nå videre med å forstå hvordan ALFY reguleres.
