EN / DA
Foto: Shutterstock
Sygdom og behandling

Håb for genetisk syge

Mutationer i vores DNA kan gøre os syge. En del af disse sygdomme skyldes dog fejl i DNA-sekvenser, som man tidligere troede var uden betydning. En dansk forskergruppe forklarer nu, hvordan fejlene gør os syge, og hvordan man kan gøre de genetisk syge raske igen på en både nem og sikker måde.

Blot 57 bogstaver gør forskellen. Mellem at være rask og syg. Mellem et langt liv eller en tidligere død af nyre- eller hjertesvigt. Sådan er det for mennesker, der lider af en bestemt form for Fabrys sygdom. Det specielle er, at fejlen findes i den del af genet, der normalt blot skal fjernes ved oversættelsen af gen til protein. Danske forskere har nu kortlagt mekanismen bag fejlen og fundet en metode til at rette den.

”Patienter med Fabrys sygdom kan ikke producere enzymet alfa-galactosidase A, der nedbryder de såkaldte glyco-sphingolipider. Det betyder, at disse stoffer ophobes og langsomt ødelægger nyre- og hjertevæv. Det paradoksale er, at den genetiske kode tilsyneladende intet fejler. Det er når de enkelte dele af den genetiske kode oversættes og sættes sammen, at fejlen opstår. Den fejl mener vi nu at kunne rette,” fortæller Brage Storstein Andersen, professor på Institut for Biokemi og Molekylær Biologi på Syddansk Universitet.

EN MEGET SJÆLDEN SYGDOMSMEKANISME

I genomet er de enkelte geners kode – kaldet exons - adskilt af andre DNA-sekvenser – kaldet introns. Introns har ikke umiddelbart anden funktion end at adskille exons, og introns fjernes normalt i splejsningsprocessen. Problemet opstår, når den genetiske DNA kode skal oversættes til den skabelon – det såkaldte mRNA – som enzymet herefter formes ud fra.

”I den proces splejses et ekstra lille stykke RNA - kaldet et pseudoexon - ved en fejl ind i skabelonen. Stykket er ikke en del af genets normale kode, og selvom det kun er 57 basepar langt, så er konsekvensen, at skabelonen bliver forkert. I tilfældet Fabrys sygdom, kan cellen derfor ikke producere alfa-galactosidase A.”

Pseudoexons ligner til forveksling almindelige exons, men specielle mekanismer sørger normalt for, at de ikke genkendes og splejses ind. I flere år har man kendt nogle få eksempler, hvor en mutation i et intron førte til, at et pseudoexon fejlagtigt blev indsat, men man har troet, at aktivering af pseudoexons var en utrolig sjældent forekommende sygdomsmekanisme.

”Sidste år viste vi imidlertid, hvordan mange forskellige mutationer kan aktivere et sygdomsfremkaldende pseudoexon, der forårsager den alvorlige arvelige sygdom Homocysteinuri. Mekanismen er derfor nok ikke så sjælden som hidtil troet. Vores hypotese er i hvert fald, at pseudoexon-aktivering er en meget overset sygdomsmekanisme.”

FØLGER AUTOMATISK EN KUR MED

I løbet af de sidste par år er det ved brug af ny teknologi lykkedes de danske forskere at identificere mere end 10.000 forskellige pseudoexons i flere tusinde gener. Pseudoexons, der alle er kandidater til at kunne gøre mennesker syge, hvis de har en variation i sekvensen. Forskernes seneste opklaring af den molekylære mekanisme for denne type af Fabrys sygdom vil derfor formentlig blive fulgt af flere tilsvarende opklaringer.

”Det bedste er, at der endda kan følge en relativ nem kur med. Princippet i behandlingen er egentlig ret enkelt, når vi kender mekanismen. Vi er nemlig i stand til at anvende modificerede DNA-stykker – såkaldte splice-switching oligonukleotider, der kobler sig til den sekvens, der styrer indsættelsen af det skadelige pseudoexon. Dermed kan vi forhindre, at det bliver indsat. Vores nye resultater viser, at vi på den måde kan få cellerne til at splejse genet for alfa-galactosidase A korrekt,”

Udfordringen før metoden kan blive til en egentlig behandling er at sikre, at splice-switching oligonukleotiderne kommer det rigtige sted hen. I tilfældet Fabrys sygdom er det måske en relativ enkel opgave, da de i princippet kan sprøjtes direkte ind i blodet, der derefter vil føre dem direkte hen til hjertet og nyren, men i andre tilfælde kan det vise sig at være en større udfordring.

ET HELT KATALOG AF SYGDOMME

”Amerikanske forskere har allerede med stor succes brugt splice-switching oligonukleotider til at behandle patienter med en anden genetisk lidelse, der også skyldes problemer med splejsningsprocessen, nemlig spinal muskelatrofi, der er den hyppigste form for muskelsvind. Fordelen med behandlingen med splice-switching oligonukleotider er, at den er utrolig specifik og derfor nærmest uden bivirkninger,”

De danske forskere har dog ikke fundet et medicinalfirma, der vil fremstille kuren mod denne form for Fabrys sygdom. Det kan skyldes, at den er et større problem i Asien, end i den vestlige verden, hvor den er langt mere sjælden. I Danmark er der således ingen kendte patienter med denne form for Fabrys sygdom, men i Taiwan har én ud af 500 mænd den mutation, der aktiverer pseudoexonet.

”Der gemmer sig dog givetvis forklaringen på en hel del sygdomme i de danske forskeres katalog af mere end 10.000 pseudoexons. Vi håber naturligvis, at vores resultater vil skabe en større interesse, så man bliver opmærksom på denne kraftigt underrapporterede sygdomsmekanisme og de potentielt gode behandlingsmuligheder der er, så mange flere patienter kan findes og hjælpes,” slutter Brage Storstein Andresen.

Brage Storstein Andresens forskergruppe er gået videre på jagt efter nye genetiske lidelser i deres store katalog af pseudoexons. De har store forhåbninger om, at behandling med splice-switching oligonukleotider i fremtiden vil kunne bruges til at behandle, eksempelvis neurodegenerative sygdomme som f.eks. Amyotrofisk lateral sklerose (ALS) samt nogle af de hyppige kræftformer.

Artiklen om Fabrys sygdom “The prevalent deep intronic c. 639 + 919 G > A GLA mutation causes pseudoexon activation and Fabry disease by abolishing the binding of hnRNPA1 and hnRNP A2/B1 to a splicing silencer” er for nyligt publiceret i Molecular Genetics and Metabolism.

Artiklen om Homocysteinuri, “Splice-shifting oligonucleotide (SSO) mediated blocking of an exonic splicing enhancer (ESE) created by the prevalent c.903+469T>C MTRR mutation corrects splicing and restores enzyme activity in patient cells” blev publiceret sidste år i Nucleic Acids Research.

Brage Storstein Andresen på Syddansk Universitet har modtaget støtte fra Novo Nordisk Fondens Lægevidenskabelige Forskningskomite til projektet ”Pseudoexon activation an underreported disease mechanism with a unique potential for targeted intervention”