EN / DA
Sygdom og behandling

Bananflue-gen skal hjælpe os bekæmpe sygdom og alderdom

Vores kroppe bliver konstant repareret og fornyet. Kroppen bruger stamceller til løbende at skabe nye celler, der kan udføre de meget specialiserede funktioner forskellige væv kræver. Når vi bliver gamle eller vores krop udsættes for kemoterapi, mister stamcellerne og dermed vævene evnen til at forny sig. Forskere mener nu, at et gen, der først blev opdaget i bananfluer, kan være nøglen til at vedligeholde stamcellernes evne. Ultimativt kan det føre til, at vi kan leve længere.

Musklerne gør ondt lidt længere og sårene heles lidt langsommere. Der er helt åbenlyse spor, når vi aldres, og så er der dem vi kun mærker, når vi bliver syge. I den unge krop modstår stamceller let hverdagens slid og erstatter beskadigede celler med nye. Men efterhånden som vi bliver ældre, så falder vores stamcellers kapacitet. Et nyt studie peger på en afgørende funktion i at opretholde stamcellernes evne til at reparere væv.

”Det regenererende potentiale for indersiden af tarmene – tarmepitel – i mennesker mindskes med alderen på grund af skader både i stamcellerne og deres omgivelser. Ændringen i de signaler, der skal opretholde potentialet skyldes tilsyneladende en øget produktion af enzymet Notum. Vi hæmmede enzymet, og cellerne genvandt deres potentiale. Vi håber, at vi kan bruge denne viden til at hjælpe ældre mennesker til en bedre alderdom og hjælpe mennesker, der behandles for kræft til at komme sig hurtigere og bedre,” forklarer Pekka Katajisto, Principal Investigator, Department of Biosciences and Nutrition, Karolinska Institutet, Stockholm, Sverige.

Bananfluer uden vinger

Nedgang i stamcellers funktion med aldring hæmmer fornyelse af mange typer af væv. Tarmene er imidlertid én af de hurtigst fornyende væv i den menneskelige krop. Tidligere forsøg har vist, at tarmene hos unge mus kan regenerere effektivt. Desværre falder denne evne med alderen, og tidligere undersøgelse af tarmene fra gamle mus har vist, at de regenererer langsommere efter strålingsinduceret skade. Da det netop pegede på en reduceret stamcelleaktivitet, valgte forskerne at undersøge mekanismerne i tarmsystemet hos mus.

”Ved at undersøge tarmsystemet kunne vi se, at der sker fejl med alderen både i stamcellerne og deres omgivelser. Et fald i wingless-relateret integration site (Wnt)-signaleringen var særlig bemærkelsesværdigt. I ungt væv opretholder signalerne stamcellernes evne til at regenerere og dermed genoprette ødelagt væv, men i det aldrende væv falder denne evne på grund af en stigende produktion af enzymet Notum, der hæmmer Wnt-signalerne.”

Forskere opdagede Wnt-signaleringens rolle i celle- og fosterudvikling for mere end 30 år siden, da de fandt frem til, at genetiske mutationer hos bananfluer som påvirker proteiner i Wnt-signalvejen frembragte nogle særdeles unormale bananfluer uden vinger.

”Vores forsøg viser, at effekten er det samme hos både mennesker og mus. Når vi hæmmer Notum-enzymet eller på anden måde genopretter Wnt-signaleringen, så beholder stamcellerne evnen til at regenerere. Så vores resultater peger altså på, at hvis vi kunstigt kan påvirke udtrykket af Notum kan vi også fremme regenerering af aldrende eller ødelagte væv.”

Drømmen om et længere liv

Forskernes ultimative mål er at forstå, hvorfor stamcelleaktivitet forværres med alderen, for derigennem at kunne udvikle stamcellebaserede strategier rettet mod aldringsrelaterede sygdomme og lidelser. Forskerne gjorde et andet vigtigt fund til det formål for et par år siden, da de opdagede, at nogle stamceller deler sig asymmetrisk og skaber en ny stamcelle og en udviklende stamcelle på en forudbestemt måde.

”Da aldring primært skyldes akkumulerede celleskader, åbner asymmetriske opdelinger muligheden for at reducere aldersassocieret skader i stamcellelinjen, hvis vi kan sikre, at de beskadigede dele kommer ind i differentierende datterceller, der jo dør på et tidspunkt, fremfor ind i den stamcelle, der skal danne grundlag for en masse fremtidige celler.”

Forskerne studerer aldringens biologi og prøve at forstå stamcellernes opgave i hvert væv og de molekylære mekanismer, der ligger til grund for den reducerede regenerering. Forskerne dermed håber at lære at forstå de grundlæggende mekanismer ved aldring på celleniveau og på den måde at finde nye måder til at bekæmpe tab af muskelfunktion hos ældre mennesker eller at hjælpe personer med at overleve toksiske behandlinger som fx kemoterapi.

”I første omgang gælder det om at sikre et bedre liv i menneskers sidste år. Men vi kan selvfølgelig ikke lade være med at drømme om en dag at kunne ændre på selve aldringsprocessen. I øjeblikket tror vi, at mennesker kan leve i cirka 120 år med perfekte gener, lidt held og ved at spise meget lidt, men der er ingen grund til, at biologien ikke kan få os til at leve længere. Der er allerede mange eksempler hos andre dyr på meget længere liv, og jo bedre vi bliver til at pleje vores stamceller, jo længere kommer vi til at leve.”

Notum produced by Paneth cells attenuates regeneration of aged intestinal epithelium” er udgivet i tidsskriftet Nature. Pekka Katajisto holdt i oktober 2019 oplæg på Copenhagen Bioscience Conferences – et Novo Nordisk Fonden-initiativ, der startede i 2007.

Pekka Katajisto
Principal Investigator
Tissue resident stem cells (aka. adult stem cells) renew and repair our tissues. However, in order to secure tissue homeostasis, generation of new stem cells via self-renewal and their differentiation in to functional cells must be carefully balanced. During aging, multiple types of alterations directly in stem cells, or in their tissue neighbourhood can disturb this balance. Our laboratory studies both stem cell intrinsic, and extrinsic mechanisms altering tissue renewal capacity, and how such mechanisms ultimately result in the functional decline we recognize as aging.