Ny avhandling banar väg för att reparera skador i hjärnan

Våra kognitiva förmågor – att ta in, bearbeta och förmedla information – styrs i kommunikationen mellan hjärnans celler. Varje signal tas emot och skickas vidare via dendritiska utskott, små taggar på cellens yta vars aktivitet är avgörande för inlärning och minne. Skador på hjärnans celler, till följd av exempelvis neurodegenerativ sjukdom eller långvarigt drogmissbruk, försämrar våra kognitiva funktioner, vilket gör behovet stort av en behandling som effektivt motverkar förloppet. I sökandet efter målstrukturer presenterar Frida Stam i en aktuell avhandling nya resultat om insulin-reglerat aminopeptidas, IRAP.

– IRAP är en proteinstruktur som år 1995 identifierades i fett- och muskelceller. Några år senare upptäcktes IRAP även i de regioner i hjärnan som är involverade i kognitiva funktioner. Där påverkar IRAP bland annat glukosupptag i hjärnans celler samt nivåerna av aktiva signalsubstanser, och genom att hämma IRAPs aktivitet har forskare lyckats förbättra minnet i flera olika djurmodeller. I mitt arbete har vi studerat detta vidare med fokus på cellernas livskraft och kognitiva roll, säger Frida Stam, doktorand vid Institutionen för Farmaceutisk biovetenskap.

Genom att studera de syntetiskt utvecklade IRAP-hämmarna HA08 och C9, har Frida Stam prövat möjligheten att återställa specifika mekanismer i hjärnceller som skadats i syfte att efterlikna effekt vid oxidativ stress respektive bruk av opioider. Studierna är i huvudsak genomförda på celler från råttors hippocampus och cortex, två regioner i hjärnan som reglerar såväl minne som flera andra kognitiva funktioner.

– För att mäta IRAP-hämmarnas effekt valde vi att arbeta med inducerade skador i cellernas skyddande yttre membran samt i mitokondrierna, vilka bäst beskrivs som cellernas energifabriker. Med denna metod kunde vi se att IRAP-hämmarna har förbättrande effekter på cellernas viabilitet efter just inducerad skada, men också att antalet dendritiska utskott ökar i friska hjärnceller.

Frida Stam konstaterar sammanfattningsvis att hennes resultat visar att hämning av IRAP-aktivitet sannolikt genererar positiv effekt på skadade hjärnceller, vilket gör det till en intressant målstruktur för såväl reglering av cellskador i specifika regioner av hjärnan som för utveckling av nya behandlingar mot demens och andra av hjärnans sjukdomar. Samtidigt betonar hon vikten av fortsatt forskning för att fullt ut förstå och utnyttja IRAPs hela potential.

– Vi vet att IRAP finns i hela kroppen och påverkar en mängd biologiska system. Det gör IRAP oerhört komplext och ibland känns det som att ju mer vi upptäcker, desto fler frågetecken ställs vi inför. Samtidigt är IRAP relevant ur så många medicinska perspektiv, och om man i framtiden lyckas knyta ihop all forskning inom fältet kan det öppna många viktiga möjligheter. Inom den kognitiva forskningen kring IRAP är en utmaning att utveckla stabila substanser som effektivt hämmar IRAP. Kan man kan hitta en struktur med kapacitet att fungera som läkemedelsubstans kan IRAP-hämmare mycket väl utgöra grund för nya behandlingar att reparera hjärnskador och nedsatta kognitiva förmågor.

text: Magnus Alsne, foto: Mikael Wallerstedt, Magnus Alsne