Signalmolekyle kan rumme nøglen til kuren mod ALS og alderdom

Hjernen er via motorneuronerne hele tiden i kontakt med kroppens muskler.

Hvis vi kan styrke kommunikationen mellem motorneuronerne og musklerne, kan vi formentlig også styrke musklerne. Det er det store kliniske perspektiv i opdagelsen

Jorge Ruas, professor, Karolinska Institutet

Motorneuronerne fortæller musklerne, hvornår de skal slappe af, og hvornår de skal trække sig sammen. Man kan sige, at motorneuronerne ‘taler’ til musklerne.

Musklerne taler også en hel masse. De taler blandt andet til omgivelserne i form af de inflammationsmarkører, som de sender ud. Har musklerne det godt og er veltrænede, sender de ikke så mange inflammationsmarkører ud, som utrænede muskler gør.

Nu viser en ny opdagelse, at musklerne via signalmolekylet neurturin også taler til motorneuronerne og kan få dem til at ændre karakter.

Opdagelsen kan muligvis åbne op for nye behandlinger mod diabetes, ALS og alderdom med neurturin og de associerede signalveje som en del af eller som mål for behandlingen.

»Både ALS og aldring er karakteriseret ved muskelsvækkelse. Ved ALS sker det, fordi motorneuroner ikke længere taler til musklerne, og det leder til lammelser, mens aldring i sig selv reducerer muskelstyrken. Men hvis vi kan styrke kommunikationen mellem motorneuronerne og musklerne, kan vi formentlig også styrke musklerne. Det er det store kliniske perspektiv i opdagelsen,« forklarer en af forskerne bag det nye studie, professor Jorge Ruas fra Karolinska Institutet i Sverige.

Forskningen er offentliggjort i Cell Metabolism.

Mus blev til super atleter

I forskningsarbejdet har Jorge Ruas med sine kolleger studeret effekten af neurturin i kroppen.

Forskerne identificerede allerede for nogle år siden, at muskler frigiver neurturin, og at signalmolekylet stimulerer dannelsen af de neuromuskulære forbindelser mellem muskler og motorneuronerne.

I det nye studie har forskerne genmanipuleret mus til at overudtrykke genet for dannelsen af neurturin, således at molekylet hele tiden blev frigivet fra musenes muskler.

Da forskerne undersøgte effekten på musene, blev de mildest talt overraskede.

For det første blev musene til ‘super atleter’. De store mængder neurturin fra musklerne ledte til dannelsen af mange neuromuskulære forbindelser, ekstremt effektive muskler og 100 pct. forøget motionskapacitet.

Musene var i tillæg slanke og med ekstremt aktive muskler, der sugede al energien ud af musenes fedtvæv.

»Forsøget viste også, at neurturin ikke bare er et signal, som påvirker dannelsen af de neuromuskulære forbindelser, men også er et signal til musklerne selv, hvilket i en potentiel klinisk sammenhæng er meget interessant,« forklarer Jorge Ruas.

Musklerne taler til motorneuronerne

Opdagelsen viste også, at musklerne taler til mere end bare sig selv.

Muskler og motorneuroner danner par, efter hvordan musklerne skal opføre sig.

Deler man muskler op i langsomme og udholdende muskler (maratonløbere) og hurtige og eksplosive muskler (sprintere), har de langsomme muskler også langsomme motorneuroner, mens de hurtige muskler har hurtige motorneuroner. Frigivelsen af neurturin i de genmanipulerede mus stimulerede et skifte til hovedsageligt langsomme muskler og motorneuroner, der gjorde musene ekstremt udholdende i trædemøllen.

Opdagelsen er klinisk særligt interessant, fordi den for første gang peger på, at motorneuronerne ikke bare taler til musklerne, men at musklerne taler tilbage, og at musklernes kommunikation kan have en direkte effekt på, hvordan motorneuronerne opfører sig.

»Signalet fra musklerne når hele vejen til motorneuronernes cellekerner, som sidder på rygraden og langt fra den neuromuskulære forbindelse. Samtidig faciliterer signalet, at motorneuronerne skal ændre sig. For første gang kan vi se, at muskler er i stand til at tale til motorneuronerne og få dem til at ændre karakter,« siger Jorge Ruas.

Neurturin kan måske bremse ALS

At neurturin er i stand til at få musene til at danne aktive og sunde langsomme muskler med dertilhørende motorneuroner er i relation til ALS særligt spændende, fordi sygdommen netop er karakteriseret ved tab af kommunikationen mellem langsomme motorneuroner og langsomme muskler. Det samme gælder alderdom.

Sunde muskler er essentielle for et godt helbred, men i mange sammenhæng fra alderdom til sygdom er musklerne ikke længere så velfungerende, som de kunne være

Jorge Ruas, professor, Karolinska Institutet

Tanken fra forskerne i Jorge Ruas forskningsgruppe er derfor, at man muligvis kan behandle både ALS og de muskeldegenerative effekter af alderdom med neurturin eller de associerede signalveje.

Neurturin er i den sammenhæng interessant i sig selv, fordi det er et signalmolekyle og derfor designet fra naturen side til at overleve uden for kroppens celler. Forskerne skal med andre ord ikke udvikle et neurturin-lignende molekyle i deres forsøg på at kurere ALS og bremse muskelsvækkelsen ved alderdom. De kan bruge det, som naturen allerede har lavet.

Forsøget har forskerne allerede sat i søen, hvor de netop prøver at give mus med ALS neurturin for at se, om behandlingen kan bremse sygdomsprogressionen eller helt kurere den.

»En anden mulighed er at lave mere forskning i de involverede signalveje, som vi nu har en bedre forståelse af, og prøve at påvirke dem,« siger Jorge Ruas.

Kan få muskler til at optage mere sukker

Foruden alderdom og ALS kan opdagelsen også have klinisk relevans inden for flere andre sygdomme, hvor sund muskelfunktion er vigtig.

Det kan oplagt dreje sig om andre sygdomme, der er karakteriseret ved muskulær dysfunktion, men også om eksempelvis diabetes. Diabetes kan være et interessant mål for behandling med neurturin, fordi muskler står for en stor del af optaget af sukker fra blodet. Jo sundere muskler er, des mere potentiale har de får at optage sukker og sænke blodsukkeret.

Det kan også være relevant at se på neurturin som behandling ved deciderede muskelskader efter en operation, en ulykke eller i forbindelse med sportsskader, hvor neurturin muligvis kan benyttes til at skabe hurtigere og bedre restitution af musklerne.

»Sunde muskler er essentielle for et godt helbred, men i mange sammenhæng fra alderdom til sygdom er musklerne ikke længere så velfungerende, som de kunne være. Hvis vi med neurturin eller påvirkning af de associerede signalveje kan stimulere til dannelsen af sundere og stærkere muskler på en naturlig måde med kroppens eget signalmolekyle, er de kliniske implikationer enorme,« siger Jorge Ruas.