- Vi har mikroinjisert DNA som gir produksjon av sauens prionprotein (PrP) i sebrafiskembryoer. Formålet er å studere hvordan dette proteinet blir bearbeidet av sebrafiskcellene og til slutt brutt ned, forteller forsker Michael A. Tranulis ved NVH.

- Forsøkene våre er helt i startfasen, men vi håper at sebrafisk er en modell som kan gi oss økt kunnskap om hvordan PrP fungerer, sier Tranulis.

Dødelige sykdommer

PrP står sentralt i utviklingen av prionsykdommer som Creutzfeldt-Jakobs sykdom (CJD) hos menneske, scrapie hos sau og kugalskap hos storfe.

Dette er hjernesykdommer som alltid ender med døden - ofte etter uker og måneder med lidelse.

De produksjonsmessige og økonomiske omkostningene er også meget store. Kostnadene i EU-området knyttet til det store utbruddet av kugalskap i 2003 ble beregnet til 1 000 milliarder kroner.

Det er vitenskapelige holdepunkter for at kugalskap er blitt overført til mennesker og har forårsaket en ny variant av CJD - en sykdom som dukket opp på midten av 1990-tallet.

Høyt prioritert

Overvåking og bekjempelse av prionsykdommer hos produksjonsdyr i Norge og Europa er høyt prioritert - først og fremst for å sikre trygg mat.

- Det er mye vi ikke vet om prionsykdommene. Én av årsakene er at vi foreløpig ikke vet hvordan PrP fungerer i normal, frisk tilstand, sier Tranulis.

- Men nå håper vi altså at sebrafiskene som produserer sau-PrP i sin tidlige utvikling skal kunne hjelpe oss med dette.

Prionsykdommer og PrPs normalfunksjon

Prionsykdommer, også kalt TSE (transmissible spongiform encephalopathies), er knyttet til at PrP, som forekommer normalt i cellene, endrer tredimensjonal struktur til en sykdomsfremkallende form.

Denne nye PrP-varianten er lite nedbrytbart, og hoper seg opp i vevet. Dette fører igjen til en “svampaktig” (spongiform) sykdom i hjernen (encephalopathy).

Sykdommene kan overføres ved at den sykdomsfremkallende formen, på en hittil lite forstått måte, fungerer som templat for omdanning av det normale PrPet.

Prionsykdommer er ikke mulige å bremse eller behandle hverken hos dyr eller mennesker.

- Vi har erfaring med studier av sauens PrP i cellekulturer fra vårt samarbeid ved Universitetet i Oslo, som er en del av et strategisk forskningsprogram finansiert av Norges forskningsråd, sier Tranulis.

- Vår forskning viser at PrP bearbeides på en karakteristisk måte: Proteinet deles i to, trolig før proteinet når cellemembranen.

- En bedre forståelse av denne prosessen kan være av relevans for andre sykdommer enn prionsykdommer, blant annet alzheimers sykdom, hvor et annet protein (amyloid-beta) kuttes på en måte som minner om det som er beskrevet for PrP.

Sebrafisk har egne prionproteingener

- Mens pattedyr bare har ett PrP-gen, har sebrafisk tre gener som koder for proteiner som kan være beslektet med PrP, forteller Mohasina Syed, førsteamanuensis ved NVH.

- Vi er involvert i et EU-prosjekt hvor kartlegging av PrP-gener hos fisk er i fokus. Vi har studert det sebrafiskgenet (prp2) som ligner mest på pattedyrenes PrP-gen når det gjelder lokalisering og uttrykk.

- Spesielt har vi prøvd å forstå hvordan genuttrykket reguleres. Vi har brukt såkalt “knock-down” av gen, og våre resultater viser at prp2 er nødvendig for fosterutviklingen hos sebrafisk, noe som ikke er tilfelle for tilsvarende gen hos mus.

To former scrapie

- Det å utvikle sebrafisk som uttrykker ulike varianter av PrP fra sau vil være viktig for videre studier av scrapie hos sau.

Resultater fra Norge har vist at scrapie hos sau forekommer i to hovedformer - klassisk scrapie og atypisk (uvanlig) scrapie.

Atypisk scrapie kalles også for Nor98, fordi denne formen ble oppdaget i Norge i 1998.

- Gjennom studier av PrP på cellulært nivå i ulike modellorganismer, blant annet sebrafisk, ønsker vi å forstå de molekylære mekanismene som ligger til grunn for utvikling av de ulike formene for scrapie hos sau, sier Syed.

Ledende innen prionforskning i Norden

Ved NVH og Veterinærinstituttet har det vært stor aktivitet innen prionforskning i over ti år. Institusjonene utgjør det største prionforskningsmiljøet i Norden og jobber med de fleste aspekter i forhold til disse sykdommene.

Forskningen omfatter alt fra diagnostikk og patogenesestudier til mer grunnleggende studier innen genetisk mottakelighet og PrPs normale funksjon og cellebiologi.

En unik podemodell hos sau, utviklet ved NVHs avdeling i Sandnes, er benyttet ved undersøkelse av både “klassisk” scrapie og den atypiske formen Nor98.