Denna webbsida är endast avsedd för läkare och sjukvårdspersonal med förskrivningsrätt.

Unika 3D-bilder avslöjar nervtrådars arkitektur

Genom att använda sig av synkrotronljus har forskarna i 3D i detalj kunnat visa vad som sker då nervtrådar påverkas i perifera nerver. Sådana förändringar kan uppstå vid neuropati, en nervsjukdom som kan drabba patienter med typ 2- och särskilt vid typ 1-diabetes, men förändringarna kan även inträffa i samband med skador på perifera nerver då nervtrådarna behöver växa ut efter att nerver åtgärdats med kirurgiska ingrepp.

– Vid neuropati, och när sådana skador uppstår, förtvinar nervtrådarna, något man vetat sedan tidigare. Det verkar som att när de sedan växer ut från skadan så tar de nya vägar – de är mer ”förvirrade”. Man skulle kunna säga att de har dålig GPS. Men riktigt hur detta ser ut har ingen visat tidigare, förklarar Lars Dahlin, professor vid Lunds universitet och överläkare vid Skånes universitetssjukhus.

Med tidigare tekniker har det varit möjligt att studera vävnader och nervtrådar tvådimensionellt, men nu ville forskarna undersöka om det gick att studera nervtrådarnas arkitektur med hjälp av modern synkrotronteknik. De 3D-bilder som blev resultatet visar delar av nervtrådarna som tidigare inte beskrivits.

– Det här är ett helt nytt sätt att studera nerver på än när man använder tvådimensionella bilder, så kallad histologi, där man tittar på vävnaden snitt för snitt. Här får vi fram en bild som gör att vi kan vrida och vända på nervtråden och uppfatta detaljer på ett helt annat sätt, förklarar Martin Bech, medicinsk strålningsfysiker vid Lunds universitet och en av forskarna som medverkat i studien.

Om man jämför synkrotronljus med den röntgenutrustning som används på ett sjukhus, är synkrotronkällan som används som avbildningsteknik i det här experimentet ungefär hundra miljarder gånger mer intensivt. Det är som ett mikroskop, men med röntgenljus som har mycket kortare våglängd än vanligt ljus. Det i sin tur gör att man ner på cellnivå i detalj kan studera mjuka vävnader utan att göra snitt – så kallad virtuell histologi.

Förutom forskare från Lunds universitet och Skånes universitetssjukhus har forskare vid synkrotronanläggningen European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) i Grenoble, DTU i Köpenhamn och Linköpings universitet medverkat i studien som nu publiceras i Scientific Reports.

Fotograf: Martin Bech, Lunds universitet Överst en bild av friska nerver där det omgivande myelinet, som gör att nervimpulserna fortplantas snabbare, är lika tjock på alla trådar. Avsmalningarna som syns är så kallade Ranvierska noder, ett mellanrum med spänningskänsliga jonkanaler. Kanalerna öppnas och stängs beroende på hur de påverkas av elektrisk spänning. På nedre bilden är nerverna tunnare och tvistar sig runt varandra. Här syns att det är två buntar med nervfibrer, något som lätt misstolkas på tvådimensionella bilder. Bilderna är framtagna med synktrotronljus.

Nerverna som forskarna studerat kommer från nervbiopsier från tre individer: en frisk, en person med typ 1-diabetes samt en person med typ 2-diabetes. Alla hade genomgått operation för karpaltunnelsyndrom, ett vanligt tillstånd, och särskilt hos personer med diabetes.

Forskarna kunde i detalj kartlägga hur det ser ut när det tillsammans med friska nervtrådar växte ut tunna nervtrådar, så kallade regenerativa kluster. Forskarna fann också att när en nervtråd tillbakabildas på grund av diabetesneuropati växer en ny nervtråd ut igen från den skadade nervtråden på ett speciellt sätt.

– De här nerverna försöker att växa ut igen efter att de påverkats av diabetes. Men de växer inte på ett normalt sätt, utan mer tvistat. De ligger skruvade. Att kunna se detta i 3D ger oss ett helt annan möjlighet att förstå hur nervtrådar växer, vilket har betydelse både vid diabetesneuropati och vid direkta skador på nerverna, förklarar Lars Dahlin.

Forskarna arbetar nu med en uppföljande, större, studie i vilken man hoppas att ytterligare kunna kartlägga ett större antal nervtrådar. I studien undersöks hur tjockleken av nervtrådarna varierar, samt i vilken omfattning de regenerativa klustren förekommer.

– Detta kan, dels fördjupa vår kunskap om biologiska förändringar vid diabetes, dels på sikt ändra olika behandlingsprinciper, säger Lars Dahlin.

Publikation
”Three-dimensional architecture of human diabetic peripheral nerves revealed by X-ray phase contrast holographic nanotomography”
https://www.nature.com/articles/s41598-020-64430-5
Scientific Reports, 5 maj 2020, DOI https://doi.org/10.1038/s41598-020-64430-5

Kontakta:
Lars Dahlin, professor i handkirurgi vid Lunds universitet och överläkare vid Skånes universitetssjukhus, 072-225 05 40, [email protected]
Martin Beck, universitetslektor i Medicinsk strålningsfysik vid Lunds universitet, 0735696290,  [email protected]

För mer bild- och filmmaterial kontakta Martin Bech.

Ny publikation om neonatala debutsyndrom på epileptisk encefalopati

Homa Tajsharghi, professor i biomedicin vid Institutionen för hälsovetenskaper vid Högskolan i Skövde fokuserar på sällsynta sjukdomar och neurogena störningar i sin senaste publikation i den prestigefulla neurologiska tidskriften BRAIN.

Utvecklings- och epileptiska encefalopatier är en heterogen grupp av epilepsisyndrom med tidig början som försämrar neuroutvecklingen dramatiskt. Modern genomisk teknik har avslöjat de genetiska ursprungen och öppnat dörren till terapeutiska förhoppningar.

Den här studien har förts på elva patienter med epileptiska kramper eller myokloniska anfall vid livets första två månader. Studien är en del av ett stort internationellt samarbete med många genetiska center från bland annat EuroEpinomics-RES consortium AR working group, under ledningen av Professor Tajsharghi.

Läs publikationen i sin helhet här.

Ny hjärnstudie ger bild av alzheimer långt före utvecklad sjukdom

I en ny långtidsstudie från Lunds universitet har forskare undersökt kopplingen mellan förändringar av beta-amyloid och tau i hjärnan. Två ämnen starkt kopplade till Alzheimers sjukdom. I studien som är publicerad i Science Advances tror forskarna att de har hittat svar som kan förklara en del av mekanismerna bakom sjukdomen.

Proteinerna beta-amyloid och tau har betydelse för utvecklingen av Alzheimers sjukdom. Forskare har studerat hur proteinerna förändras över tid i hjärnan. Bildkälla: Niklas Mattsson-Carlgren

Proteinerna beta-amyloid och tau har betydelse för utvecklingen av Alzheimers sjukdom. Bildkälla: Niklas Mattsson-Carlgren

De båda proteinerna beta-amyloid och tau har betydelse för utvecklingen av Alzheimers sjukdom. I studien har forskarna studerat hur dessa proteiner förändras över tid i hjärnan. Med olika metoder mättes dels hur beta-amyloid påverkar den lösliga varianten av tau, som mäts i ryggvätska, och dels olösliga ansamlingar av proteiner som vanligen mäts med medicinsk avbildningsteknik i en PET-kamera.

– Relativt få studier har tidigare undersökt över tid hur de två proteinerna förändrar sig redan i ett prekliniskt stadium av sjukdomen, det vill säga innan symptomen visar sig. Vi undersökte en särskild fosforylerad variant av tau, så kallat P-tau217, som verkar ändra sig särskilt tidigt under sjukdomen. P-tau217 tror vi kan vara en ny möjlig biomarkör för alzheimer, och det behöver vi studera vidare, säger Niklas Mattsson-Carlgren, forskare vid Lunds universitet och ST-läkare vid Skånes universitetssjukhus och fortsätter:

– Vi såg att proteinet beta-amyloid är det som först verkar leda till förändringar av lösligt tau i ryggvätskan innan det har klumpat ihop sig. Det sker alltså en ökad frisättning och fosforylering av tau-protein flera år före det går att se ansamlat tau i hjärnan med en PET-kamera. Denna kunskap gör det möjligt för oss att redan i ett tidigt skede kunna angripa de lösliga formerna av tau innan det samlas och bildar skadliga klumpar i hjärnan och sjukdomen utvecklas.

Studie av förändringar över tid

Vid mätningar studerade forskarna 131 patienter i olika stadier, dels av sporadisk alzheimer som framför allt förekommer i hög ålder och inte har någon klar genetisk koppling, och dels genetiskt modifierade möss med förändringar i hjärnan liknande Alzheimers sjukdom. För att studera samspelet och förändringarna av beta-amyloid och tau undersöktes studiedeltagarna i upp till sex år med upprepade ryggvätskeprover under fyra till sex års mellanrum.

För en dryg månad sedan publicerade amerikanska forskarkollegor en studie av beta-amyloid och tau gjord på ärftlig, så kallad familjär eller dominant alzheimer, i Nature Medicine. I denna studie kunde forskarna identifiera mönster där fosforylerat tau (P-tau217 och P-tau 181) förändras i hjärnan och med det visar tecken på att tecken på förändringar av lösligt tau startar decennier innan ansamlingar bildas. Niklas Mattsson menar att deras fynd stärker forskarnas teorier om i vilken ordning förändringarna uppstår.

– Sammantaget ger dessa fynd en ökad insikt i samspelet mellan beta-amyloid och tau, hur och när förändringarna i hjärnan sker. Om vi kan förstå dessa kopplingar kan vi också förstå mer om de komplicerade och långsamma processerna som föregår neurodegenerativa sjukdomar. Något som i framtiden kan ha stor betydelse för kliniska prövningar, och för att sätta in behandlingen i rätt tid.

Komplicerat samspel behöver bekräftas

Ännu finns inga läkemedel som stoppar eller fördröjer sjukdomsförloppet vid Alzheimers sjukdom. Forskarna tror att resultaten på sikt ger möjlighet för behandlingar av sjukdomen, och eftersom sjukdomsförloppet för alzheimer sker i decennier innan symptomen syns är processerna komplicerade att studera på människor.

– Vi behöver verifiera metoderna och studera fler individer för att bättre förstå processerna kring beta-amyloid och tau och mekanismerna som driver sjukdomen. När vi väl gör det kan vi också utveckla effektivare bromsmediciner eller kan kanske till och med bota sjukdomen.

Studien är finansierad med stöd av bland andra Vetenskapsrådet, Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Marianne och Marcus Wallenbergs stiftelse, Multipark vid Lunds universitet, Alzheimerfonden, Hjärnfonden, Parkinsonfonden, The Parkinson Research Foundation, Sus fonder och stiftelser och ALF-medel.

Parkinsons sjukdom kan starta i tarmen

Parkinsons sjukdom kan starta i tarmen


Forskare vid Karolinska Institutet och University of North Carolina har kartlagt vilka celltyper som ligger bakom olika sjukdomar i hjärnan. Cellkartan som publiceras i Nature Genetics kan användas för att studera nya behandlingar mot neurologiska och psykiatriska sjukdomar. Resultaten visar bland annat att celler från tarmens nervsystem är inblandade i Parkinsons sjukdom, vilket tyder på att sjukdomen kan starta i tarmarna. Nervsystemet består av hundratals celltyper med olika funktion. Att förstå vilka celltyper som är inblandade i olika sjukdomar är av avgörande betydelse för att förstå hur sjukdomar uppstår och därmed hur man kan utveckla behandlingar.

Forskare har nu kombinerat studier på möss med analyser av mänsklig vävnad för att systematiskt gå igenom de olika celltyperna i nervsystemet och alla gener de uttrycker. Syftet var att kartlägga i hur stor grad dessa gener bär på riskvarianter för olika neurologiska och psykiatriska sjukdomar, bland annat Parkinsons sjukdom. Det är en neurodegenerativ sjukdom med både kognitiva och motoriska symtom där patienten gradvis förlorar de celler i mellanhjärnan som producerar dopamin.

– Som väntat fann vi att de dopaminproducerande nervcellerna var associerade med Parkinsons sjukdom. Men mer överraskande såg vi också att nervceller i tarmarna verkar spela en viktig roll i sjukdomen, vilket stöder hypotesen att Parkinsons sjukdom kan starta i tarmarna, säger en av de två huvudförfattarna Patrick Sullivan, professor vid institutionen för medicinsk epidemiologi och biostatistik på Karolinska Institutet och Yeargan Distinguished Professor vid University of North Carolina, USA.

När forskarna analyserade skillnader i hjärnvävnad från friska personer och personer med Parkinsons sjukdom i olika stadier av sjukdomen gjorde de en annan oväntad upptäckt. En slags stödjeceller i hjärnan som kallas oligodendrocyter visade sig vara påverkade tidigt i sjukdomsförloppet, vilket indikerar att de kan spela en viktig roll i sjukdomens tidiga stadier.

– Det faktum att djurstudierna pekade oss mot oligodendrocyter och att vi sedan kunde fastställa att just dessa celler även var påverkade hos patienter tyder på att resultaten kan ha klinisk betydelse, säger Jens Hjerling-Leffler, forskargruppsledare vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik på Karolinska Institutet och studiens andra huvudförfattare.

Oligodendrocyterna verkar påverkas redan innan patienterna förlorar sina dopaminproducerande celler.

– Det gör dem till ett intressant mål för utveckling av läkemedel mot Parkinsons sjukdom, säger Julien Bryois, forskare vid institutionen för medicinsk epidemiologi och biostatistik på Karolinska Institutet och delad försteförfattare.

Studien finansierades av Vetenskapsrådet, StratNeuro, Wellcome Trust, Hjärnfonden, schweiziska National Science Foundation, amerikanska National Institute of Mental Health, och anslag från Psychiatric Genomics Consortium. Patrick Sullivan sitter i Lundbecks rådgivande kommitté och har mottagit anslag från bolaget. Han har under de senaste tre åren suttit i Pfizers rådgivande styrelse och mottagit arvoden från Element Genomics och Roche. Medförfattaren Cynthia Bulik har mottagit anslag från Shire och sitter i deras rådgivande styrelse samt är författare och mottar royalty från Pearson och Walker.

Publikation: “Genetic identification of cell types underlying brain complex traits yields insights into the etiology of Parkinson’s disease”. Julien Bryois, Nathan G. Skene, Thomas Folkmann Hansen , Lisette J. A. Kogelman, Hunna J. Watson, Zijing Liu, Eating Disorders Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium, International Headache Genetics Consortium, 23andMe Research Team, Leo Brueggeman, Gerome Breen, Cynthia M. Bulik, Ernest Arenas, Jens Hjerling-Leffler, Patrick F. Sullivan. Nature Genetics, online 27 april 2020, doi: 10.1038/s41588-020-0610-9.

För mer information, kontakta:

Patrick Sullivan, professor
Institutionen för medicinsk epidemiologi och biostatistik, Karolinska Institutet
University of North Carolina
Tel: 08-524 823 26
E-post: [email protected]

Jens Hjerling-Leffler, forskargruppsledare
Institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet
Tel: 08-524 869 74
Mobil: 070-778 62 01
E-post: [email protected]

Kontakta KI:s presstjänst och hämta bilder

Karolinska Institutet är ett av världens ledande medicinska universitet med visionen att driva utvecklingen av kunskap om livet och verka för en bättre hälsa för alla. I Sverige står Karolinska Institutet för den enskilt största andelen medicinsk akademisk forskning och har det största utbudet av medicinska utbildningar. Varje år utser Nobelförsamlingen vid Karolinska Institutet mottagare av Nobelpriset i fysiologi eller medicin.

Ny upptäckt underlättar jakten på metoder för att begränsa Alzheimers sjukdom

Ny upptäckt underlättar jakten på metoder för att begränsa Alzheimers sjukdom

Ett internationellt forskarteam har för första gången lyckats kvantifiera de giftiga oligomererna som bryter ner nervcellerna i hjärnan vid Alzheimers sjukdom. Upptäckten kan bli avgörande i jakten på nya metoder för att begränsa den snabbt växande demenssjukdomen.

Kemiprofessor Sara Snogerup Linse, till höger, gläds åt den nya upptäckten tillsammans med forskarkollegan Katja Bernfur.

Vid Alzheimers sjukdom förtvinar nervcellerna i ett eller flera av hjärnans områden vilket leder till minnesproblem och svårigheter att tolka intryck från både sinnena och omgivningen. Till en början förstörs cellernas utskott och dess kontaktpunkter med andra celler, men med tiden dör hela nervcellen. I hjärnan hos en person med svår Alzheimers finns plack, fibriller, proteinet tau samt klumpar av proteinet beta-amyloid, så kallade oligomerer. Det är dessa som nu undersökts i en stor studie där forskare från Lunds universitet deltagit. I artikeln, som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Nature Chemistry, har teamet lyckats mäta hur snabbt oligomererna skapas och klingar av under en pågående reaktion.

– Oligomererna är giftiga och förstör nervceller. Men innan den här studien hade man inte lyckats samla data som löser mekanismen för hur de bildas och försvinner, något man bara gjort för de större och mer ofarliga sammanslutningarna av fibriller och plack, säger Sara Snogerup Linse, kemiprofessor vid Lunds universitet.

Tidigare trodde man att det framför allt är placken som driver på Alzheimers. Men under de senaste två årtiondena har forskarvärlden fått upp ögonen för oligomerernas betydelse. En av de viktigaste upptäckterna i den nya studien är hur instabila oligomererna är, samt att bara en bråkdel av dem, några få procent, omvandlas till fibriller.

– Vi visste att oligomererna var instabila, men inte i den här omfattningen. En annan viktig upptäckt vi gjorde var att de flesta löses upp i sina beståndsdelar, peptiderna, som därmed ges nya chanser att bilda farliga oligomerer, säger Sara Snogerup Linse.

Alzheimers är en snabbt växande sjukdom som skapar stort lidande både för de drabbade individerna och deras anhöriga. Att bättre förstå mekanismerna bakom demenssjukdomen kan bli avgörande för att utveckla nya och mer effektiva läkemedel.

– För att kunna begränsa Alzheimers sjukdom måste vi hitta metoder för att minska bildningen av oligomererna. Våra resultat underlättar den jakten, säger Sara Snogerup Linse.

Förutom Lunds universitet har följande lärosäten deltagit i arbetet: University of Cambridge, Harvard University, University College London, University of Maribor, ETH Zurich.

Studien presenteras i den vetenskapliga tidskriften Nature Chemistry.

För mer information, kontakta:

Sara Snogerup Linse, professor

Biokemi och Strukturbiologi, Lunds universitet

046-222 82 46

070-250 77 66

[email protected]

Presskontakt:

[email protected]

0730-275890