Når legene ser etter nerveceller på MR-bilder benytter de seg av nervecellemarkører. Dette er synlige stoffer vi har trodd bare finnes i nervecellene og som viser hvor nervecellen er og at den lever. Ved sykdom som rammer isoleringsmaterialet rundt nervecellene i hjernen bruker man en nervecellemarkør som kalles NAA for å avgjøre om nervecellen er skadet eller død.
Nye funn viser imidlertid at NAA også finnes i store mengder i isolasjonsmaterialet. Det betyr at en reduksjon i NAA ikke nødvendigvis viser skade på nervecellen.
Funnet får konsekvenser for hvordan legene tolker MR-bilder når de utreder pasienter med Multippel Sklerose (MS). Det gir håp om at symptomene som forårsakes av at isoleringsmaterialet angripes kan være reversible også når NAA er redusert.
Økt kunnskap om hvordan isoleringsmaterialet dannes vil bidra til bedre medisiner mot sykdommer som rammer isoleringsmaterialet rundt nervecellene.
Ikke nødvendigvis nervecelledød ved MS
– MS er et eksempel der vi kan se en tydelig reduksjon i NAA i områder der isoleringsmaterialet er angrepet, forklarer Kaja Nordengen. Hun disputerte i april med avhandlingen «The localisation and function of NAA, NAAG and their derivatives in the brain».
– Vi har trodd at angrepet på isoleringsmaterialet har vært så sterkt at også nervecellene har dødd når vi har sett redusert NAA på MR. Isoleringsmaterialet kan dannes på nytt, men det kan ikke nervecellene, forklarer Nordengen.
Funnene Nordengen og forskergruppen har gjort antyder at NAA ikke er en ren nervecellemarkør, ettersom NAA også finnes i isoleringsmaterialet rundt nervecellen.
– NAA er en viktig markør for sykdom i hjernen, men funnene våre viser at det ikke er riktig å bruke NAA som en ren nervecellemarkør. Særlig ved MS er det viktig å ikke tolke reduksjon i NAA som en irreversibel nervecelledød, da det kan være reversibel skade av isoleringsmaterialet, forteller Nordengen.
Overraskende funn
Funnet kom de over i arbeidet med å finne ut hvor i nervecellen NAA var lokalisert, og om den kunne fungere som signalstoff mellom nerveceller.
– Vi har tidligere vist at ikke-acetylert aspartat fungerer som et signalstoff mellom nerveceller, og vi lurte derfor på om også den acetylerte utgaven (NAA) kunne gjøre det, sier Nordengen.
I tillegg til å lokalisere NAA i nervecellen oppdaget de uventet at NAA ikke bare fantes her, men også i cellene som danner isoleringsmaterialet. Dette måtte bety at NAA ikke kan tolkes som en ren nervecellemarkør. Det er nå nesten fem år siden de første funnene ble gjort, og siden den gang har forskergruppen brukt tiden på å finne ut om dette virkelig kunne stemme:
Kaja Nordengen har forsket på hjernen siden hun var 19 år. Her merker hun hjerneskiver for mikroskopi. Foto: Gunnar F. Lothe, UiO.
– Alle forsøk vi har gjort siden det har vært for å bekrefte eller avkrefte funnet, sier Nordengen.
– Det var rett og slett så overraskende at vi hadde problemer med å tro det selv.
På nyttårsaften 2013 kom publikasjonen av funnene som kan snu opp ned på vår utredning av MS og andre sykdommer som rammer isoleringsmaterialet rundt nervecellene.
Viktig for dannelsen av isoleringsmateriale
I arbeidet med å teste de første funnene har Nordengen og hennes samarbeidspartnere forsket på Canavans sykdom. Dette er en genetisk sykdom som også rammer isoleringsmaterialet. Barn som fødes med denne sykdommen blir sjelden mer enn fire år gamle.
Canavans sykdom er den eneste sykdommen i hjernen hvor vi ser en økning i NAA på MR-bilder. Forskerne har tidligere trodd at det er det høye nivået av NAA som har ødelagt isoleringsmaterialet. Dette ville Nordengen og hennes samarbeidspartnere sjekke.
– Vi holdt hjerneskiver levende i laboratoriet over flere uker mens vi tilsatte høye doser NAA. Deretter studerte vi isoleringsmaterialet, cellene som danner dette og nerveceller i et konfokalmikroskop, forteller Nordengen.
I motsetning til tidligere antakelser fant de at både cellene og isoleringsmaterialet forble uskadet. Dette styrker teorien om at NAA er viktig for dannelsen av isoleringsmaterialet.
Teller prikker
Analysene av NAA er gjort ved hjelp av elektronmikroskop. Her ble hjerneskivene tilsatt antistoffer tilkoblet en bitteliten gullpartikkel på 10 nanometer i diameter. Antistoffene med gullpartikler fester seg til NAA-antistoffene og gjør dem synlige som små svarte prikker. Den mest tidkrevende jobben har vært å telle prikker, forteller Nordengen:
– For å få et kvantitativt mål på NAA har jeg talt disse i ulike strukturer, ulike dyr og ulike hjerneområder. Til dette prosjektet alene har jeg talt over 10.000 strukturer!
Mot en effektiv behandling
Det nitide arbeidet har gitt viktige resultater, men Nordengen påpeker at vi ennå ikke har noen behandling for sykdommer som rammer isoleringsmaterialet i hjernen.
– Vi håper likevel at økt kunnskap om hvordan isoleringsmaterialet dannes vil kunne bidra til at det oppdages medisiner mot MS og liknende sykdommer i fremtiden, sier hun, og legger til at hun sammen med gruppeleder Vidar Gundersen planlegger et prosjekt som kombinerer basalforskning og klinisk forskning på nevrologiske sykdommer.
Artikkelen er også publisert på forskning.no.
Referanse
Nordengen K, Heuser C, Rinholm JE, Matalon R, Gundersen V: Localisation of N-acetylaspartate in oligodendrocytes/myelin Brain Structure and Function. 2013 Dec 31. [Epub ahead of print]