Flere barn sliter med nattesøvnen. Dobbelt så mange barn og unge bruker sovemedisin. (Illustrasjonsfoto: Smolina Marianna / Shutterstock / NTB scanpix)
Gjennombrudd i kamp mot alvorlig barnesykdom
Oppdagelsen kan på sikt være med på å utvikle medisiner mot sykdommer som epilepsi og parkinson.
Historien kort
Forskere har funnet årsaken til sjelden genetisk sykdom som gir voldsomme kramper hos barn.
Forskningsresultatet viser at spesielt kulde kan være årsaken til krampeanfall.
Oppdagelsen kan lede til bedre behandlinger av parkinson og epilepsi.
Dystoni 12
Dystoni 12 er betegnelsen for en nevrologisk bevegelsessykdom som også går under navnene rapid onset dystonia parkinsonism. Nylig mente forskere at mutasjoner i samme pumpe som er dysfunksjonell ved dystoni 12, kan gi alternating hemiplegia of childhood, som er en barnesykdom som viser seg allerede etter få måneder etter fødselen.
Sykdommene preges av voldsomme og smertefulle muskelsammentrekninger som kan vare i opptil to uker før pasienten igjen kan strekke beina sine eller åpne hendene.
Barn med sykdommen har også problemer med konsentrasjon, hukommelse og læring. Mange kan ikke snakke og kan ikke gå på skolen.
Om studien
I den nye studien har forskerne genmanipulert mus til å ha den samme gendefekten som gir mennesker dystoni 12. Senere har de gjennomført forskjellige forsøk med musene, blant annet hva som kan få musene til å få anfall.
De har også undersøkt musenes hjerneceller for å finne ut hvilke hjerneceller den genetiske defekten har en effekt på, og hvordan den kom til uttrykk i funksjonen av natrium-kalium-pumpen.
Det finnes 24 dystoni-sykdommer
Dystoni 12 er en del av en gruppe sykdommer som består av i alt 24 dystonisykdommer, der noen er mer sjeldne enn andre. Alle er karakterisert ved spasmer og ofte kan fysisk aktivitet fremprovosere krampeanfall.
Personer kan ha veldig forskjellige symptomer på samme sykdom.
Noen mennesker være helt symptomfrie, mens andre er veldig syke.
Bare litt over en håndfull dansker lider av sykdommen dystoni 12, som blant annet kommer til uttrykk som smertefulle og voldsomme kramper (se faktaboks).
Likevel kan et dansk gjennombrudd i forståelsen av den sjeldne sykdommen komme til å hjelpe mange flere mennesker som lider av sykdommer som fører til ufrivillige bevegelser – for eksempel epilepsi eller parkinson.
Det er mulig at alle er forårsaket av defekte cellepumper. Derfor kan kunnskap om pumpene kanskje hjelpe millioner av mennesker.
– Mange sykdommer har dystoni og ufrivillige bevegelser som en del av sykdomsdiagnosen. Derfor kan innsikt i sjeldne sykdommer gi en forståelse av hvordan pumper i hjernecellene fungerer. Den kunnskapen kan man på sikt bruke til å lage medisiner mot mange sykdommer, forteller førsteamanuensis Karin Lykke-Hartmann fra Institut for Biomedicin ved Aarhus Universitet.
Den nye studien er nylig publisert i det vitenskapelige tidsskriftet PLOS Genetics.
En brikke i et puslespill
Den nye studien er en brikke i et puslespill for å forstå dystoni. Det forteller overlege Annemette Løkkegaard fra Bispebjergs Neurologiske Afdeling.
– Det er funnet mer enn 25 gener som gir dystoni. Bare en liten del av de pasientene som får sykdommen, har en genetisk årsak. Men kunnskap som bygger på genetiske former, kan likevel hjelpe oss med å forstå dystonisykdommene, som hos mange mennesker ikke har en genetisk form, sier Løkkegaard.
Lykkegaard har ikke deltatt i den nye studien, men hun arbeider ved en sykehusavdeling som spesialiserer seg på sykdommen.
– Studien hjelper oss med å finne ut hvorfor en gitt mutasjon gir dystoni, og det er interessant. Vi får et innblikk i hva som skjer når nervecellene snakker sammen, og hva som går galt ved dystoni 12, sier Løkkegaard.
Overlegen er også glad for at forskerne bak den nye studien har klart å skape mus som har de samme symptomene som mennesker med dystoni 12.
– Slike dyr gjør det lettere å forstå sykdommen og utvikle medisiner mot den, og kanskje også beslektede sykdommer, sier Løkkegaard.
Genetisk feil ødelegger pumpe i hjerneceller
Den nye studien viser hvordan en genetisk defekt i dystoni 12-pasienter gjør at «natrium-kalium-pumpen» slett ikke fungerer i noen spesifikke hjerneceller.
Pumpen transporterer natrium og kalium over hjernecellens membran. Men med den genetiske defekten går den i stå og etterlater i stedet et hull i membranen som protoner kan smette gjennom og forsure cellens indre miljø.
Effekten er katastrofal, og personen mister evnen til å kontrollere de hjernecellene som normalt holder ufrivillige bevegelser i sjakk.
Hjernen sender da en ukontrollert strøm av signaler til kroppen, og det resulterer i de voldsomme krampene som karakteriserer sykdommen.
Påvirker også hukommelsen
Effekten av den dysfunksjonelle pumpen er faktisk mer verre enn hvis pumpen bare virker dårlig, eller det er for få av dem i cellene, viser den nye studien.
Siden utvekslingen av natrium og kalium går i stå, har det en effekt på alle de prosessen i cellen som er regulert av konsentrasjoner av forskjellige molekyler.
Det gjelder blant annet hjernecellenes opptak av dopamin, som spiller en viktig rolle for hukommelsen, og signalstoffet GABA, som blant annet stimulerer muskelsammentrekninger.
– Derfor ser man også ofte at barn som lider av dystoni 12, også lider av for eksempel konsentrasjonsproblemer og læringsvansker, forklarer Karin Lykke-Hartmann.
Tre nye oppdagelser
I den nye studien har forskerne oppdaget hele tre nye ting om dystoni 12.
For det første har de kartlagt hva det er den genetiske defekten gjør med natrium-kalium-pumpen.
For det andre har de funnet ut at temperatur er med på å bestemme om krampeanfall blir utløst.
– Ingen har sett denne koblingen tidligere. Forsøksdyrene våre ble utsatt for alt mulig for å få dem til å få et anfall, og det eneste som virker er å senke kroppstemperaturen. Det er interessant å undersøke nærmere hos mennesker, sier Lykke-Hartmann.
For det tredje har forskerne funnet ut hvilke celler i hjernen som blir påvirket av den genetiske defekten. Det dreier seg spesifikt om noen celler i lillehjernen, kalt Purkinje-celler.
Har kanskje funnet legemiddelkandidat
Nå kan forskerne utvikle medisiner som kan motvirke sykdommen, og kanskje andre lignende sykdommene.
– Om det er det ene eller det andre genet som er ansvarlig for problemene, er ikke så viktig i seg selv. Kan man hjelpe noen mennesker med sykdommer som gir én type symptomer, kan man antagelig også hjelpe andre mennesker med sykdommer som gir lignende symptomer, sier Karin Lykke-Hartmann.
Lykke-Hartmann og hennes kolleger leter nå etter legemiddelkandidater.
De er fortsatt i de innledende stadiene, men hun Hartmann forteller at de allerede nå har funnet noen stoffer som motvirker symptomene hos mus.
– Vi er fortsatt i gang med grunnforskningen, men det holder oss oppe å vite at hvis vi finner noe som kan brukes mot dystoni 12, kan det kanskje komme til å hjelpe veldig mange mennesker, forteller Lykke-Hartmann.
Referanse:
Isaksen TJ m.fl: «Hypothermia-induced dystonia and abnormal cerebellar activity in a mouse model with a single disease-mutation in the sodium pump», PLoS Genetics 2017, doi: 10.1371/journal.pgen. 1006763. Sammendrag.
© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.
