Parkinsons sykdom er en progressiv nevrologisk lidelse som påvirker kroppens bevegelsesevne. De vanligste symptomene på Parkinsons sykdom er skjelvinger, stive muskler, sakte bevegelser og dårlig balanse. Mer enn 10 millioner mennesker lever med sykdommen verden over.
Sykdommen forårsakes av et gradvis tap av en type nerveceller, eller nevroner som de også kalles, som produserer dopamin i hjernen. Dette er celler som overfører informasjon mellom ulike områder av hjernen, og mellom hjernen og resten av nervesystemet. Nervecellene er derfor helt avgjørende for alt vi gjør; fra å tenke til å snakke, føle og bevege oss. Dopamin er signalstoffet som hjelper nervecellene med å sende beskjedene.
Når en person får symptomer på Parkinsons sykdom, har de fleste nervecellene som produserer dopamin allerede gått tapt. Frem til i dag har imidlertid forskere ikke visst hvorfor disse nervecellene blir ødelagt og dør.
Forsker Tanima Sengupta og medarbeiderne hennes har nylig gjort en oppdagelse som kan være en del av forklaringen.
– Studien vår er viktig fordi den viser at aldersrelatert tap av disse nervecellene ikke er noe vi må godta som en uunngåelig bieffekt av aldring. Vi kan begynne å tenke på måter å forhindre at dette skjer, forteller Sengupta.
Evnen til å reparere skader på DNA i nervecellene svekkes med alderen
Som nesten alle cellene i kroppen vår, inneholder også nervecellene DNA, som er den genetiske informasjonen vi arver fra foreldrene våre. DNA i nervecellene utsettes stadig for skadelige stoffer og blir skadet. Når dette skjer, prøver kroppen vår å reparere DNA’et gjennom en prosess som kalles DNA-reparasjon.
DNA-reparasjon ser ut til å spille en viktig rolle i måten nervecellene våre blir ødelagt når vi blir eldre. Forskerne fant nemlig ut at kroppens evne til å reparere DNA i nervecellene svekkes med alderen.
– Vi har kunnet påvise at aldring fører til tap av koordinering innenfor en viktig del av DNA-reparasjonsmekanismen i nervecellene, sier Sengupta.
Du kan sammenligne tapet av koordinering med en byggeplass, der en gammel bygning blir revet, men byggingen av det nye bygget er forsinket på grunn av mangel på arbeidere eller bygningsmateriell.
– Vi kan sammenligne denne rotete byggeplassen med en uferdig DNA-reparasjonsjobb i nervecellen, forklarer hun og fortsetter:
– Dette fører til en opphopning av halvreparerte DNA-molekyler, som kalles for mellomprodukter. Og dette er virkelig dårlige nyheter for cellen, fordi slike mellomprodukter ofte er mye mer skadelige enn den opprinnelige skaden.
Mellomproduktene er giftige for nervecellene, og den nye studien viste at det er disse farlige mellomproduktene som er grunnen til at nervecellene blir ødelagt.
Kan vi forhindre at nervecellene ødelegges når vi blir eldre?
Sengupta og medarbeiderne hennes lurte på om det var mulig å beskytte nervecellene ved å slå av DNA-reparasjonsmekanismen.
– Vi brukte genetiske metoder for å kontrollere om en bestemt reparasjonsmekanisme var slått på eller av i nervecellene. Vi fant ut at da vi slo den av, var det ingen dannelse av de skadelige mellomproduktene. Og dette beskyttet nervecellene, sier hun.
Dette tyder på, at det å unngå at skadelige mellomprodukter dannes, kan bidra til å forhindre at nervecellene ødelegges med alderen.
Tar sikte på å finne en måte å forebygge Parkinsons sykdom på i fremtiden
Studien har brakt forskerne ett skritt nærmere det å forstå hva det er som gjør at nervecellene som produserer dopamin er sårbare for aldring. Men er det slik at skaden fra disse farlige mellomproduktene også bidrar til utviklingen av Parkinsons sykdom? Og, enda viktigere, kan vi forebygge sykdommen hvis vi forhindrer at nervecellene blir ødelagt når vi blir eldre?
Dette er noe Sengupta og medarbeiderne hennes ønsker å finne ut av.
– Men å gå fra den innsikten som vi har nå, på molekylnivå, til å gjøre fremskritt for pasientbehandling for denne typen komplekse sykdommer, er en massiv oppgave. Studien vår vil ikke påvirke hvordan vi behandler Parkinsons sykdom i dag, sier forskeren, men legger til:
– Imidlertid er det slik, at det å beskrive nye mekanismer gjør at vi kan designe nye studier. Vi tar sikte på å, i fremtiden, finne måter å forebygge Parkinsons sykdom, eller å begrense sykdommens utvikling.
Forskergruppen har allerede planlagt en ny studie for å følge opp funnene. På sikt tror de at det vil bli mulig å designe legemidler som kan forhindre opphopningen av de skadelige mellomproduktene, og på den måten beskytte nervecellene.
– Det gjenstår å se om dette kan forsinke eller forhindre utviklingen av sykdommen, sier hun.
Studerte mekanismene i bittesmå rundormer
I denne studien studerte ikke forskerne DNA-reparasjon i nerveceller til mennesker, men i nervecellene til bittesmå rundormer kalt Caenorhabditis elegans, ofte omtalt som C.elegans.
Disse rundormene er omtrent 1 millimeter lange. Til tross for at de er så små, deler de mange grunnleggende funksjoner med mennesker. Blant annet har de et nervesystem som kan sammenlignes med vårt. Imidlertid har C.eleganser en livssyklus på bare to til tre uker, noe som gjør dem godt egnet for å studere aldring.
– Ved å bruke den enkle modellorganismen C.elegans kan vi studere hvordan nervesystemet endrer seg gjennom livsløpet. Vi kan se på mekanismene som gjør nervecellene sårbare, og studere hva som skjer fra en sunn nervecelle hos unge C.eleganser til det som skjer i en døende nervecelle, etter hvert som rundormene blir gamle, sier Sengupta.
Tanima Sengupta er forsker ved Avdeling for klinisk molekylærbiologi (EpiGen) ved Institutt for klinisk medisin ved Universitetet i Oslo. EpiGen er et forskningslaboratorium delt mellom Institutt for klinisk medisin og Akershus universitetssykehus. Professor Hilde Loge Nilsen har ledet EpiGen siden 2013.
Kontakt
- Hilde Loge Nilsen
- DNA-reparasjon (Nilsen-gruppen) - Institutt for klinisk medisin (uio.no)
- Avdeling for klinisk molekylærbiologi (EpiGen)
Publikasjon
SenGupta, T., Palikaras, K., Esbensen, Y. Q., Konstantinidis, G., Galindo, F. J. N., Achanta, K., ... & Nilsen, H. (2021). Base excision repair causes age-dependent accumulation of single-stranded DNA breaks that contribute to Parkinson disease pathology. Cell Reports, 36(10), 109668. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109668