Det er i år 50 år siden Egil Gjone og undertegnende publiserte den første artikkelen om en nyoppdaget arvelig sykdom, som skyldtes en genetisk mangel på et enzym innen kolesterolstoffskiftet1. Bakgrunnen for denne oppdagelsen var en tilfeldighet, og utnyttelsen av den tilfeldigheten.
Stor i kjeften
Jeg hadde på vårparten 1966 disputert på en avhandling om carnitinets rolle i fettsyreforbrenningen. Jeg fikk som oppgitt emne for min prøveforelesning «Om hyperlipidemier». Fredrickson, Levy & Lees2 hadde nylig publisert en serie artikler om hvordan man kunne skille de ulike hyperlipidemier fra hverandre ved å bruke en spesiell type papirelektroforese. De delte opp hyperlipidemiene i fem ulike typer.
Jeg omtalte deres metode i min prøveforelesning, og som vanlig var jeg stor i kjeften og uttalte at ethvert stort klinisk kjemisk laboratorium burde ha metoden tilgjengelig. Min sjef, professor Lorentz Eldjarn, mente at jeg burde sette opp metoden ved Rikshospitalet. Og så ble gjort. Jeg prøvde først ut metoden ved å ta prøver av blodserum fra ansatte ved Sentrallaboratoriet, og da metoden syntes å virke bra, tok jeg prøver av pasienters serum, som av ulike grunner var sendt inn til laboratoriet. Jeg plukket ut prøver som var blakkede på grunn av økt fett i blodet, og prøver der kolesterolinnholdet var forhøyet.
Noe som ikke stemmer
Jeg klarte i løpet av ganske kort tid å finne alle de fem beskrevne typer av hyperlipidemier i de serumprøver jeg undersøkte. Metoden virket bra. På slutten av denne utprøvingsperioden kom jeg over et blakket serum som hadde et elektroforesemønster som ikke stemte med noen av de kjente typene av hyperlipidemier. Jeg gjentok elektroforesen flere ganger, og fikk det samme resultat: pasienten manglet flere av de vanlige lipoproteinene. Jeg målte konsentrasjonen av de ulike typer fett-typer i serumet fra pasienten, og fant til min overraskelse at pasienten nesten ikke hadde forestret kolesterol i blodet. Vanligvis er over 80 % av kolesterolet i blodet forestret med en lang fettsyre. I serum fra denne pasienten var over 90 % fritt, uforestret kolesterol.
Noen år tidligere hadde norsk-amerikaneren John Glomset beskrevet et enzym i blodplasma som forestret kolesterol3. Enzymet ble kalt lecithin:cholesterol acyltranserase, eller forkortet LCAT. Navnet fikk enzymet fordi det overførte en fettsyre fra lecithin til kolesterol. Kunne pasienten, en middelaldrende kvinne, ha en mangel på det enzymet? Jeg trengte mer serum for å finne ut dette, og tok kontakt med avdelingen der pasienten lå. Men kvinnen med det avvikende plasma var reist hjem. Hun var lagt inn i avdelingen pga en begynnende nyresvikt, og skulle komme tilbake over nyttår. Jeg skrev et notat om mine funn og la det i hennes sykejournal. I januar 1967 kom pasienten inn igjen, og jeg ble tilkalt pga mitt journalnotat.
Refusert av The Lancet
Jeg undersøkte hennes plasma på nytt, og fant det samme som siste høst, et avvikende elektroforesemønster av hennes lipoproteiner og at nesten alt hennes kolesterol var uforestret. Jeg satt opp en metode til å undersøke enzymet LCAT, og fant at det manglet fullstendig i pasientens blod.
Pasienten lå på medisinsk avdeling A, på en post som ble ledet av Egil Gjone. Han var og interessert i blodlipider, og vi startet et samarbeid. Pasienten hadde nyresvikt, og hadde en spesiell blakking av øyets hornhinne. Hun fortalte at to av hennes søstre hadde samme uklarhet i hornhinnen. Egil Gjone kalte inn søstrene til Rikshospitalet, og jeg undersøkte deres blod. De manglet også LCAT-aktivitet. Vi hadde oppdaget en hittil ukjent arvelig lidelse som kom av en genetisk feil eller mangel på LCAT.
Vi beskrev våre funn, og sendte et manus til Lancet. Men redaksjonen trodde ikke på våre funn. Manus ble deretter sendt til Biochimica Biophysica Acta, som sendte det til en konsulent for vurdering. Konsulenten var John Glomset, og han anbefalte umiddelbart at manus skulle trykkes3.
Glomset ringte meg umiddelbart
John Glomset tok med en gang kontakt med meg og ville at vi skulle samarbeide, og undersøke pasientene blodlipider mer inngående. Det startet et mangeårig samarbeid mellom Glomset, Gjone og meg. John Glomset hadde postulert at enzymet LCAT var viktig i transporten av kolesterol fra perifere vev tilbake til leveren, og de undersøkelser vi gjorde med pasientene og deres blod konfirmerte de hypoteser Glomset hadde satt frem om betydningen av LCAT. John Glomset og jeg kunne i samarbeid med en forskningsgruppe i Berkeley isolere pasientenes lipoproteiner, og for første gang kunne vi ved hjelp av elektronmikroskopi se hvordan lipoproteiner som ikke var påvirket av LCAT så ut4. De studiene som ble gjort på lipoproteiner fra pasienter med LCAT kastet et nytt lys over lipoproteinenes rolle i transporten av kolesterol.
Kort forklart
Noe forenklet kan kolesteroltransporten beskrives omtrent slik. Den primære rollen til lipoproteinene er å transportere fett fra tarmen og leveren til vev som skal forbrenne fettet eller lagre det til senere bruk. Tarmens fett pakkes inn i chylomikroner, som egentlig er store fettkuler omsluttet av fritt kolesterol og fosfolipider og noen få proteinmolekyler. I det perifere vevet brytes fettet ned av lipoprotein lipase til fettsyrer som vevene tar opp og forbrenner eller lagrer. Noen av de fettstoffene som satt i overflaten av chylomikronene, fritt kolesterol og lecithin overføres til «high density» lipoproteiner (HDL). Leverens fett som skal transporteres til perifere vev, pakkes inn omtrent som i chylomikroner, men pakkene som sendes ut med fra leveren er langt mindre enn chylomikronene og kalles for «very low density» lipoproteiner eller VLDL. Når fettet er brutt ned, blir kolesterolet og lecitinet på overflaten av VLDL ført over til HDL, og der blir kolesterolet forestret, og VLDL transformeres til low density lipoproteiner eller LDL. Det meste av LDL blir tatt opp av leveren.
HDL produseres hovedsakelig i leveren og skilles ut i blodet som nyfødte HDL partikler. De består av et protein kalt apo A 1 og litt fritt kolesterol. Når disse kommer ut i blodet vil det frie kolesterolet forestres av LCAT, og det kolesterylesteret som dannes, pakkes inn i HDL-partikkelens kjerne. Derved kan HDLs overflate suge til seg mer av fritt kolesterol fra cellemembraner, og dette kolesterolet blir ved hjelp av LCAT omdannet til kolesterylester og pakket inn i de modne HDL partiklene. De kan igjen suge mer fritt kolesterol fra det perifere vevets membraner. Overskuddet av kolesterylestre i HDL overføres ved hjelp av transportproteiner til LDL, som igjen blir tatt opp av leveren ved hjelp av LDL-reseptorer. På denne måten er HDL behjelpelig til å frakte kolesterol fra perifert vev via LDL til leveren der kolesterolet kan omdannes til gallesyrer og skilles ut.
Nedbrytingen av chylomikroner og omdannelsen av VLDL til LDL og omdannelsen av de nydannete HDL-partiklene skjer så raskt at nyfødte HDL og membrandelen av chylomicronene ikke kan iakttas i normale personers plasma. Men hos pasienter med LCAT-mangel er disse prosessene delvis blokkert slik at man kan se nyfødte HDL-partikler og chylomicronmembraner i deres blod. Ved å isolere lipoproteiner fra pasienter med LCAT mangel, og inkubere dem med LCAT, kunne vi vise hvordan disse partiklene ble omdannet til normale, modne lipoproteiner (4).
Ble professorer
Våre studier av LCAT mangel vakte internasjonal interesse, og vi ble invitert til en rekke møter og konferanser for å fortelle om våre funn. Dessuten ble både Glomset, Gjone og Norum professorer på grunnlag av våre undersøkelser. Lancet innrømmet at de hadde tatt feil da de avslo vårt opprinnelige manus, og i stedet diskuterte de våre funn og LCATs betydning redaksjonelt et par år etterpå.
Det har vært og er fortsatt stor interesse for LCAT. I følge Pubmed er det per desember 2016 publisert 1906 artikler om LCAT. Sykdommen som skyldes mangel på LCAT er sjelden, bare om lag 100 pasienter er kjent. Men sykdommen kaster lys over kolesterolmetabolismen, og studiet av pasientene og deres genfeil har gitt oss viktige opplysninger om fettstoffers og lipoproteiners normale omsetning og funksjon.
Internasjonalt symposium for å feire 50-årsjubileet
Nå er det altså 50 år siden vi publiserte vår første artikkel. Det markeres med et internasjonalt symposium på Universitetet i Oslo den 19. mai 2017.
Referanser
1: K.R. Norum and E. Gjone: Familial serum-cholesterol esterification failure. A new inborn error of metabolism. In Biochim.Biophys Acta 144 : 698-700, 1967.
2: D.S. Fredrickson, R.I. Levy and R.S. Lees: Fat transport in lipoproteins – an integrated approach to mechanism and disorders. In New Engl. J. Med. 276: 34-42, 94-103,148-156,215-225 and 273-281. 1967.
3: J.A. Glomset: The mechanism of the plasma cholesterol esterification reaction: plasma fatty acid transferase. In Biochim. Biophys. Acta 65, 128-35, 1962.
4: T. Forte, A. Nichols, J.Glomset and K. Norum: The Ultrastructure of Plasma Lipoproteins in Lecithin:Cholesterol Acyltranserase Deficiency. In Scand. J. clin. Lab.Invest 33. Suppl 137, 121-132, 1974.