Sykdommer som er utbredt i store deler av befolkningen, er det forsket mye på gjennom mange tiår. Det gjelder blant annet sykdommer som kreft og hjertelidelser. 

Behandlingsmetodene for disse sykdommene har derfor forbedret seg enormt, takket være stor satsing på forskning over tid.

Så finnes det sykdommer som rammer ganske få mennesker. Slike lidelser går ofte under radaren og forskes langt mindre på. Dette gjelder blant annet en del sjeldne, arvelige sykdommer.

Det er et team forskere i gang med å endre på nå.

– For en del arvelige, sjeldne sykdommer finnes det ingen kur per i dag. Men genterapi er en mulig terapi. Vi tester nå ut mulige strategier med genterapi, forteller professor Magnar Bjørås.

Han har etablert et forskningsteam ved NTNU og Oslo universitetssykehus. De gjør grunnforskning på sjeldne arvelige sykdommer. Deres langsiktige mål er å finne nye terapier. 

Hjernecellene blir dysfunksjonelle eller dør

Én av de sjeldne sykdommene som det i dag ikke finnes noen medisiner eller behandling for, heter DOORs syndrom.

Dette er en medfødt lidelse som involverer flere misdannelser. DOOR er en forkortelse for hovedtrekkene ved lidelsen: Døvhet, Onychodystrofi (korte eller fraværende negler), Osteodystrofi (korte fingre og tær) og utviklingsforsinkelse og intellektuell funksjonshemning (tidligere kalt mental Retardasjon).

DOORs syndrom er arvelig og skyldes mangel på et spesifikt protein i genene. Dette kalles OXR1 (OXidation Resistance gene 1).

– Hjernecellene klarer ikke å utvikle seg slik de skal hvis de mangler dette proteinet. Da blir hjernecellene enten dysfunksjonelle eller de dør rett og slett, sier Magnar Bjørås.

For å undersøke om det finnes en måte å forhindre at dette skjer, har Bjørås-teamet gjort tester inne i minihjerner. Disse dyrker de fram på laben.

Hudceller blir til miniorganer

Dyrking av miniorganer som minihjerner, minilunger og miniøyne har Bjørås-teamet jobbet med siden 2018. Forskerne bruker organene til å teste ut medisiner og til å teste ut genterapi.

For å dyrke fram minihjerner til forskningen på DOORs syndrom trengte de celler fra folk som har denne sykdommen.

Det er registrert en del tilfeller i Canada og Midtøsten, og forskningen som gjøres i Norge, er med utgangspunkt i hudceller fra mennesker som har DOORs syndrom.

– I laboratoriet har vi omdannet hudcellene til å bli embryoceller. Vi har altså reversert utviklingen i hudcellene slik at de går tilbake til fosterstadiet. De blir som de første cellene som dannes i mennesket. Så har vi brukt disse stamcellene til å lage minihjerner, forklarer Bjørås.

Ved å bruke hudceller fra mennesker med DOORs syndrom gjenskaper forskerne sykdommen i minihjernene. Deretter kan de teste ut terapier for denne sykdommen.

Prosessen med å utvikle minihjerner tar flere måneder. Den er møysommelig og kostbar.

Starter produksjon av det manglede proteinet

Arbeidet har gitt forskerne innsikt i årsaken til at pasientene utvikler sykdom. Dermed har de også fått ideer til behandling. 

Genterapi er en mulig behandling. Der kan forskerne få hjernecellene til å starte produksjon av det manglende proteinet.

Det er faktisk et virus som er budbringeren av nødvendig produksjonsinformasjon som leveres inn til hjernecellene.

– Som en oppfølging av forskningen vår tester vi nå ut virusbasert genterapi som behandling av denne sykdommen, bekrefter Bjørås.

– Vi lager et ufarlig virus på laboratoriet. Så putter vi et friskt OXR1-gen inn i virusets arveanlegg. Dette genet har altså evnen til å produsere det proteinet som hjernecellene mangler hos de med DOORs syndrom.

Kan stoppe sykdommen

Deretter injiseres viruset inn i minihjernene.

– Viruset blir så tatt opp i hjernen og i hjernecellene. Dermed kan genet som er ført inn i hjernecellene ved hjelp av viruset, begynne å produsere det manglende proteinet, forklarer han.

– Og hvis du kan overprodusere dette proteinet, er dette med å stoppe og i beste fall reversere sykdommen. For å kunne behandle DOORS må du sannsynligvis gå i gang med genterapi veldig tidlig. Det vil si straks du ser de første symptomene på sykdom.

Forskning på genterapi har utviklet seg enormt de siste 20 årene.

– I 2007 var det én klinisk utprøving av genterapi. I dag har vi tusenvis kliniske utprøvinger med genterapi, sier Magnar Bjørås.

Klinisk her vil si at det er prøvd ut på mennesker.

Viser vei for å behandle andre arvelige sykdommer

Arbeidet har ikke bare gitt ny kunnskap og ideer for ny behandling for pasienter med DOORs, men også for andre sykdommer.

– Det som er spesielt interessant med proteinet OXR1 som DOORs-pasientene mangler, er at denne genterapi-metoden også har et interessant potensial for behandling av andre sykdommer, understreker Bjørås.

OXR1-proteinet demper betennelsesreaksjoner. Det er karakteristisk for de fleste degenerative sykdommer i hjernen, eksempelvis barnedemens, Alzheimer, ALS og Parkinson.

Studerer utviklingen i hjernen

I arbeidet har forskerne brukt ny og avansert teknologi. Minihjernene som de har dyrket frem, er lagd både fra hudceller fra DOORs-pasienter og fra friske individer.

Minihjernene er blitt brukt til å studere utvikling av hjernen. Forskerne har lagd forskjellige deler av hjernen som styrer ulike funksjoner. Det er for eksempel hukommelse, læring, motorikk, væskebalanse, hormonbalanse og temperaturkontroll.

Det er for første gang vist i en menneskemodell at OXR1 fremmer det ekspertene kaller protein metylering under hjerneutvikling i rom og tid. Protein metylering er en av flere viktige kjemiske prosesser som styrer genuttrykket. 

Studien gir ny innsikt i patologiske trekk assosiert med OXR1-mangel hos pasienter.

Referanse: 

Xiaolin Lin mfl.: A loss-of-function mutation in human Oxidation Resistance 1 disrupts the spatial–temporal regulation of histone arginine methylation in neurodevelopment. Genome Biol, 2023. Doi.org/10.1186/s13059-023-03037-1

Artikkelen er produsert og finansiert av NTNU

NTNU er én av over 80 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Fikk du med deg disse sakene fra NTNU?

• 

  Slik kan du redusere strømregningen

• 

  1.000 dager med krig i Ukraina – hva nå?

• 

  – Kvinner som har mistet et barn, fortsetter å få reklame og påminnelser om barnet som skulle vært der

• 

  Frivillige bør ikke bli venn med pasienten: – Kan havne i en følelses­messig skvis

• 

  Masterstudent fant klimatall som forskerne trenger

• 

  Neppe flere kriser enn før – men flere kriseoppslag

Les flere saker fra NTNU her.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER