Specialeprojekt om SIRT1

Emner: forskning, SIRT1, speciale

I midt februar afsluttede jeg et halvandet år langt specialeprojekt ved Københavns Universitet under supervision af lektor Anne Nørremølle og lektor Lis Hasholt.

Lis Hasholt, Regina Reynolds & Anne Nørremølle

Mit fokus var regulering af SIRT1 (se faktabox), et enzym som styrer funktionen af mange processer i vores krop, heriblandt stofskiftet, døgnrytmen og aldring; SIRT1 er en af de få faktorer, der menes at kunne beskytte mod aldringsprocesser, og derfor er det et muligt mål for behandling af aldersrelaterede sygdomme. I flere forskellige HS modeller har man både set en beskyttende effekt af SIRT1 aktivering, men også en gavnlig effekt af at hæmme SIRT1 aktiviteten (en mere udførlig beskrivelse af de undersøgelser findes på HD Buzz: http://en.hdbuzz.net/068). Man har endnu ikke en forklaring på disse modstridende resultater. Der har dog hidtil været for lidt fokus på hvordan SIRT1 mængden og aktiviteten påvirkes i HS patienter, og i forbindelse med det, hvordan den reguleres.

En af de faktorer, der regulerer SIRT1 er en mikroRNA med navnet miR-34a. MikroRNA-er er en klasse af små RNA-molekyler, som regulerer et gens ekspression dvs. produktionen af det protein, som det koder for (se Faktabox på s. 20 af Medlemsbladet, huntingtons.dk, fra Efteråret 2015). Det er tidligere blevet påvist, at miR-34a nedregulerer SIRT1. I hjernevæv fra vores HS musemodel målte jeg derfor mængden af miR-34a og SIRT1 og sammenlignede det med mængden i hjernevæv fra normale mus. I mus med en alder af 12 uger, den seneste stadie af sygdomsforløbet, så vi et fald i mængden af miR-34a. Ved hjælp af en specifik miR-34a farvning i hjernesnit fra HS mus, kunne vi konkludere, at dette fald sker over hele hjernen og ikke udelukkende i de specifikke hjerneområder, som ellers er ramt ved HS. Da vi undersøgte SIRT1 mængden i de samme mus, så vi en tilsvarende øget mængde. På baggrund af disse observationer, var vi meget interesserede i at kigge på SIRT1 aktiviteten, som er et udtryk for dets enzymfunktion. Overraskende nok viser vores præliminære undersøgelser, at der ingen forskel er i SIRT1 aktiviteten mellem syge og raske mus, på trods af en øget mængde SIRT1 i HS mus.

Når man bruger HS modeller, er det selvfølgelig også vigtigt at spørge sig selv, hvad det har af betydning for HS patienter, og om de ændringer vi ser i vores modeller afspejler sig i patienterne. I et forsøg på at se om det var tilfældet med miR-34a og SIRT1, undersøgte jeg derfor mængden af begge dele i fibroblaster (en celletype som findes i bindevæv) isoleret fra hudbiopsier, som er blevet doneret af HS patienter og raske kontrolpersoner. Her så vi også et fald i mængden af miR-34a og en tilsvarende øget mængde af SIRT1, hvilket tyder på, at vi har fat i en sygdomsmekanisme, som har relevans for HS patienter.

Det er endnu uklart hvad disse resultater har af betydning for HS’ sygdomsforløbet. Øgning af SIRT1 har vist sig at have en positivt forlængende effekt på levetiden af flere dyremodeller, bl.a. orm og mus. Den er også vist vigtig for neuroplasticitet, som refererer til hjernens evne til at ændres og omformes i forbindelse med indlæring og dannelse af hukommelse. Med andre ord, SIRT1 er en betydningsfuld spiller i hjernens vedligeholdelse. Det, at vores HS mus forsøger at øge mængden af SIRT1 i de sene sygdomsstadier, kunne tyde på et forsøg på at kompensere for de toksiske effekter af mutant huntingtin. Denne kompensation slår dog i sidste ende fejl, da vi ikke ser, at den øgede mængde SIRT1 giver en øget SIRT1 aktivitet. Det store spørgsmål er derfor, hvorfor vi ikke ser nogen øget SIRT1 aktivitet – et spørgsmål som er væsentligt for, om HD patienter vil have gavn af en aktivering eller en hæmning af SIRT1. Det er det spørgsmål, som jeg skal i gang med at undersøge de næste par måneder, et projekt som er blevet muligt takket være den fondsstøtte, som jeg har modtaget fra Landsforeningen Huntingtons Sygdom.

Regina Reynolds

FAKTA

SIRT1:
SIRT1 er et enzym, et protein som katalyserer (dvs. forøger hastigheden af ) kemiske reaktioner, uden at den selv bliver ændret i
processen. Enzymer er livsvigtige og er involveret i stort set alle processer i cellen. Enzymer kan klippe i molekyler, sætte dem sammen, ændre dem og meget mere, men hvert enzym har som regel kun én specifik funktion. SIRT1 er i stand til at fjerne en
bestemt slags protein-modifikation, som kaldes en acetyl-gruppe, og kan dermed ændre funktionen og/eller placeringen af dens target-proteiner.

Registerforskning i Huntingtons sygdom

Emner: forskning

I år 2005 begyndte Hukommelsesklinikken og flere andre klinikker i Europa, der tester og følger familier med Huntingtons sygdom (HS), at spørge om lov til at registrere resultater fra de årlige besøg i en stor database oprettet som led i arbejdet i European Huntington’s Disease Network (EHDN). Alle personer, der er data på, er anonyme for alle andre end de læger og sygeplejersker, der har tastet data ind. Siden har vi – hvis der er givet lov (underskrevet skriftlig samtykke) – årligt (så vidt muligt) indtastet resultaterne af undersøgelse for bevægelser (Unified Huntington’s Disease Rating motor (UHDRm)), medicinforbrug, eventuelle andre sygdomme samt funktionsniveau (arbejdssituation, boligsituation og personens evne til f.eks. selv at sørge for økonomi og personlig hygiejne).
Det første år gav 19 personer samtykke til registrering af deres data i databasen, og på flere af disse personer er der nu fortløbende data fra op til 10 årskontroller efter gentagne skriftlige samtykkeerklæringer.
Siden det første år har ca. 450 forskellige personer fra HS familier i Danmark givet samtykke til registrering af deres data, og det er vi rigtig stolte af. Det er meget flot, at så mange vil deltage.

Samtidig med samtykke til registrering har vi bedt om en forskningsblodprøve og en -urinprøve til EHDNs biobank i Milano. Forskningsprøverne har den enkelte ikke har fået noget selvstændigt resultat fra, men de er brugt til forskellige HS-forskningsprojekter i EHDN, og disse projekter har de senere år haft stor betydning for forståelsen af sygdomsmekanismerne bag HS.

Registerstudiet med tilhørende forskningsprøver hed i starten “Registry”, derefter “Registry2”, og de sidste par år er det “Registry3” de nu over 400 personer har deltaget i. Ydermere er Registry fra at være et stort Europæisk projekt nu blevet et verdensomspændende projekt med endnu større ambitioner.

Nu går vi over i en ny epoke, og Registry bliver erstattet af Enroll-HD.

Det overordnende formål er fortsat:
• at fremskynde udviklingen af behandling til HS
Dette skal opnås ved:
• udarbejdelse af ensartede kliniske data og biologiske prøver (dvs. forskningsblodprøver) for bedre at forstå forløbet af HS  • at opbygge en endnu mere omfattende database med HS informationer, inklusive biologiske prøver, som vil være til rådighed til brug ved ethvert relevant HS-forskningsprojekt på verdensplan • at tilvejebringe større datasæt, og dermed forbedre mulighederne for forskning
• at fremskynde rekrutteringen i verdensomspændende kliniske forsøg med lægemidler i de kommende år

Så hvad er Enroll-HD?
• et verdensomspændende, såkaldt tværgående, observationsstudie af HS • et projekt til indsamling af fælles og ensartede datasæt
• et projekt hvor alle data og prøver vil være til rådighed, så de enkelte landes forskere kan og skal samarbejde (og ikke konkurrere) om at fremme forskningen om HS
Enroll-HD har nu over 2.500 deltagere, primært fra Nordamerika og Australien, men de øvrige kontinenters lande er ved at komme med; inklusiv europæiske lande – som nu snart Danmark, startende i Hukommelsesklinikken, København.

Hvad kan Enroll-HD betyde for din deltagelse i forskningen?
Først er proceduren vigtig at slå fast.
• alle de mange, der allerede er med i Registry, vil blive bedt om tilladelse og dermed nyt samtykke til Enroll-HD
• de, der går i forløb i et af HS-ambulatorierne nu, men ikke har været med i Registry, vil blive spurgt om tilladelse og samtykke, når det bliver muligt at registrere data i Enroll-HD i henholdsvis Århus, Odense og nu snart i København
• alle, der starter forløb i HS-ambulatorierne i henholdsvis Århus, Odense og København i fremtiden vil ligeledes blive bedt om tilladelse og samtykke
• de, der ikke ønsker at blive registreret i Enroll-HD, vil naturligvis ikke blive dette. Uanset om man vælger at lade sine data registrere i Enroll-HD eller ej, vil man blive tilbudt samme opfølgning i HS-ambulatorierne, så samtykke til Enroll-HD har naturligvis ingen direkte betydning for det forløb, man er i, eller de undersøgelser og behandlingstilbud, man får.

Ændrer Enroll-HD mine årskontroller?
Ja, de enkelte besøg bliver af lidt længere varighed; op til 2-3 timer, da der vil indgå lidt flere årlige standardiserede spørgsmål om adfærd og test af evnen til at opfatte og forstå (kognitive tests). De kognitive tests kender flere af dem, der har forløb i HS-ambulatorierne allerede fra neuropsykologiske test, som basistest eller test i forløbet af HS i udbrud. Det er dog kun en mindre del af testene fra den mere omfattende neuropsykologiske test, der vil blive udført ved deltagelse i Enroll-HD, men disse De kognitive tests samt spørgsmål om adfærd sammen med de vanlige undersøgelser om bevægelser, UHDRm, vil give et meget bedre samlet indtryk af, hvordan den enkelte har det, og dermed hvordan forløbet af HS er.

Samlet set kan jeg kun sige, at jeg glæder mig, til vi snart kommer i gang med Enroll-HD. Når dette læses, har de første deltagere været igennem et Enroll-HD besøg; dvs. vi er allerede begyndt at få bedre data internationalt også her fra Danmark på det samlede billede af HS.

Alle med kendskab til HS ved, at HS er meget andet end de karakteristiske ufrivillige bevægelser (chorea). Enroll-HD vil gøre det muligt at give et større og bredere billede af alle symptomerne ved HS. Dette vil gøre os klogere på sygdommen og dermed give mulighed for bedre og mere effektiv behandling.

Lena Hjermind

Om proteinet huntingtin

Emner: forskning, huntingtin

– nyt fra efterårets internationale møder.

I september deltog jeg i HD World Congress i Rio og den 1. november i Biomarkermøde i Frankfurt. Begge møder havde mange interessante emner på programmet, men da det ikke er muligt at omtale alle nyhederne har jeg valgt at skrive om noget helt centralt for HS, nemlig selve huntingtin proteinet og om helt nye metoder til måling af huntingtin.
Lad det være sagt med det samme: den fulde forklaring på hvad huntingtin udfører i vores celler har vi endnu ikke, men vi ved, at det har meget vigtige funktioner i alle vores celler i kroppen, både i hjernen og i alle andre væv, som man har undersøgt. Opskriften på huntingtin ligger jo i HS genet, hvor den normale kopi koder for normalt huntingtin og HS sygdomskopien koder for den forlængede form af huntingtin med forlænget polyglutamin eller polyQ sekvens (detaljerne om dette kan man finde i Niels Henning Skottes udmærkede indlæg i huntingtons.dk, nr. 2 fra 2013). Huntingtin findes ikke blot hos mennesket men i alle dyrearter helt ned til noget så ”primitivt” som bananfluen. Længden af polyQ sekvensen øges jo højere vi kommer op i dyreriget, således har bananfluen slet ingen Q sekvens i huntingtin, søpindsvin har kun 2 Q medens næseaber og lemurer har 16 Q. De højere aber, som er tættere på os har sjovt nok lidt færre Q and næseaberne. Det fortæller os for det første, at huntingtin må være vigtigt, når alle har det, men også at en længere Q sekvens måske har betydning for, hvordan det fungerer. Da Q sekvensen hos os kan være op til 35 og da nye HS mutationer netop opstår fra de længste af de normale sekvenser er der en logisk forklaring på, at vi ikke ser noget der ligner HS hos andre arter end mennesket.

Nu fra den normale form af huntingtin til den forlængede form, som vi ved er afgørende for udvikling af HS. Det forlængede huntingtin nedbrydes til kortere stykker, fragmenter, som kan danne aggregater. Man troede længe, at aggregaterne var selve årsagen til celledød hos HS patienter. Senere er man blevet klar over, at selve fragmenterne, som findes i opløsning i cellerne, er mere giftige end aggregaterne. Man er nu også optaget af at undersøge, om mængden af de to former af huntingtin, normalt og forlænget, har nogen betydning. Derfor er det en ”landvinding”, at der er udviklet helt nye og meget præcise metoder til måling af huntingtin. Ved disse metoder kan man i én prøve måle både normalt og forlænget huntingtin samt længden af fragmenterne og mængden af aggregater. Man vil bruge metoden til at undersøge huntingtin i forskellige væv og i blodet for at se, om huntingtin mængde og fragmenter ændres i takt med, at sygdommen udvikles.

Målemetoden vil også blive brugt ved forsøg på behandling, som handler om at slukke for HS genet (her henvises også til Niels Henning Skotte tidligere indlæg). Her vil metoden vise, præcist hvor god teknikken til slukning er, og om behandlingen slukker for både den normale og den forlængede kopi.

Lis Hasholt
Sektion for Neurogenetik, Panuminstituttet