Forskning och Medicin
Tema Människans åldrande

Ny ledtråd kan lösa gammal gåta

Varför vi åldras och dör är ännu ett olöst mysterium. Men forskarna har hittat några ledtrådar. Nyligen upptäckte en svensk forskargrupp att möss åldras snabbare om man skapar genetiska fel i deras mitokondrier.
Nils-Göran Larsson
Nils-Göran Larsson
Det var ett ganska oväntat resultat. De flesta trodde att förändringarna i mitokondrie-DNA var en bieffekt av åldrandet. Våra resultat visar att mutationerna kan orsaka en del av de problem man ser i samband med normalt åldrande, säger Nils-Göran Larsson, professor vid Karolinska Institutet och överläkare vid Karolinska universitetssjukhuset i Huddinge.

Det är hans forskargrupp som gjort upptäckten som snabbt blev en världsnyhet efter publiceringen i tidskriften Nature.

Att det finns ett samband mellan mitokondrier och åldrande är dock ingen nyhet. Redan i början av 90-talet upptäckte man att antalet förvärvade mutationer i mitokondrie-DNA var märkbart förhöjt hos åldrade individer. Men huvudteorin har fram till denna upptäckt varit att detta är en effekt av åldrandet. Många funktioner försämras när vi blir äldre. Huden blir rynkig, håret grånar och muskler förtvinar. Det fanns egentligen ingen anledning att tro att förändringarna i mitokondriernas DNA var något annat än en av åldrandets otaliga bieffekter.

Framkalla mutationer


Men Nils-Göran Larssons och hans kollegers experiment på transgena möss visade något annat. Experimentet gick ut på att framkalla mutationer i mitokondrierna hos möss och därefter bedöma hur individerna påverkades. Det var möjligt att göra eftersom mitokondrierna har en egen arvsmassa på 37 gener som är skild från cellkärnans cirka 30000 gener. Forskarna manipulerade det enzym i mitokondrierna som har till uppgift att kopiera arvsmassa så att det blev mindre noggrant men fortfarande aktivt. Det gjorde att antalet mutationer ökade tre till fem gånger. Hos de genförändrade försöksmössen såg forskarna snabbt tydliga effekter av ingreppet.

- Mössen uppvisade en mängd förändringar som man ser vid normalt åldrande, bla håravfall, benskörhet, hjärtmuskelförändringar, blodbrist och nedsatt fruktsamhet, berättar Nils-Göran Larsson.

Djurens livslängd förkortades också. Medianöverlevnaden är normalt två till fem år. De genförändrade mössen levde bara i 48 veckor. Varför ökningen av mutationer i mitokondriellt DNA leder till ålderskrämpor vet man ännu inte.
Förstå mekanismerna

Nils-Göran Larssons forskargrupp arbetar nu i samverkan med andra forskargrupper utifrån flera frågeställningar för att förstå de bakomliggande mekanismerna. De undersöker bla om förändringarna i mitokondriellt DNA ökar bildningen av sk fria syreradikaler. Fria syreradikaler bildas som biprodukt i samband med energiomsättningen i mitokondrierna, även kallad cellandningen. En fri radikal innehåller ett udda antal elektroner och kan reagera med en normal molekyl genom att ta över en elektron. Detta antas med tiden skada cellernas funktion och bidra till programmerad celldöd, apoptos.

- I flera studier har man visat att fria syreradikaler skadar modellorganismer som banan?flugor och maskar men hur det fungerar på människan är oklart, säger Nils-Göran Larsson.

En annan fråga forskarna studerar är om mitokondrie-DNA påverkar längden på telomererna, som finns i ändarna på kromosomerna och består av speciella sekvenser av baser. En aktuell teori är att telomererna behövs för att stabilisera kromosomen och säkerställa att hela DNA-kedjan kopieras vid celldelning.

- Vi studerar om mitokondrie-DNA påverkar längden på telomererna och om det leder till nedsatt förmåga till celldelning, säger Nils-Göran Larsson.

Utveckla läkemedel


På lång sikt kan forskningen på mitokondriernas funktion leda till utveckling av läkemedel som förebygger och behandlar krämpor som uppstår när man åldras. Redan idag är den mitokondriella forskningen inriktad på hur man ska kunna utveckla läkemedel som påverkar mitokondriernas ämnesomsättning.

- Förhoppningsvis kommer vi i framtiden att kunna lindra en del av de sjukliga förändringar som uppstår i samband med åldrande så att människors livskvalitet förbättras, säger Nils-Göran Larsson.

För närvarande är det tre oberoende forskargrupper som arbetar med mitokondrier vid Karolinska universitetssjukhuset. De planerar nu att upprätta ett centrum för mitokondriell medicin där kliniker och forskare samverkar för att öka kunskapen om vilken roll mitokondrierna spelar för åldrandeprocessen och olika sjukdomar. Det finns ett antal relativt ovanliga genetiska sjukdomar som beror på störningar i mitokondriernas funktion. På senare tid har även flera folksjukdomar kopplats till nedsatt mitokondriefunktion, tex Parkinsons sjukdom, diabetes typ 2 och hjärtsvikt.

Forskning på bred front


Enligt Nils-Göran Larsson är det genom att arbeta med biologin på bred front - hela vägen från patient till enskilda molekyler - som förutsättningarna för framgångsrik forskning skapas.

- Inom svensk forskning finns en stark metodfixering. Forskarna tillämpar metoder på biologiska problem, men ska vi komma till rätta med de stora folksjukdomarna måste vi göra tvärtom och utgå från de biologiska frågeställningarna istället.

Författare: Ulrika Juto

Kommentera:

Kontakta redaktören
Senast uppdaterad: 2006-12-15
Vetenskapsrådets webbplats

Forskning & Medicin är en tidning från Vetenskapsrådetlänk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster, ämnesrådet för medicin och hälsa i samarbete med de medicinska fakulteterna.