Celler nedbryder protein-klumper til mindre stykker, før de ”smides ud”

Nyt studie viser, at cellernes evne til at rydde op i gamle protein-klumper, såkaldte aggregater, involverer et – indtil nu ukendt – samarbejde med en slags maskine, der først nedbryder de store klumper til mindre dele, inden de ”smides ud til skrald”. Et vigtigt fund for fremtidens behandling af sygdomme som Alzheimers, Parkinsons, ALS og Huntingtons, der alle er kendetegnet ved ophobning af protein i hjernen.

Forskere fra Institut for Biomedicin ved Aarhus Universitet har, med professor Fulvi Reggiori i spidsen, netop offentliggjort et nyt studie, der for første gang dokumenterer præcist, hvordan uønskede protein-klumper reduceres til mindre dele, før de bliver nedbrudt af cellernes affaldssystem – kaldet autofagi. Foto: AU Foto

Forestil dig, at du er ved at spise en stor pizza. For ikke at kvæles skærer du den ud i skiver og spiser den bid for bid. På samme måde arbejder cellerne i din krop på at skære ophobede protein-klumper i mindre stykker, som er lettere at håndtere for kroppens affalds- og genbrugssystem, som ellers vil stoppe til og bryde sammen.

Forskere fra Institut for Biomedicin ved Aarhus Universitet har netop offentliggjort et nyt studie, der for første gang dokumenterer præcist, hvordan de uønskede protein-klumper reduceres til mindre dele, før de bliver nedbrudt af cellernes affaldssystem – kaldet autofagi.

Processen involverer et samarbejde mellem den såkaldte proteasomale 19S-underenhed samt DNAJB6-HSP70-HSP110-modulet, som i praksis fungerer som kværnen. Og selvom det kan lyde mere som en stregkode på en printer, er det faktisk en vigtig nøgle til at udvikle bedre behandlinger mod sygdomme som Alzheimers, Parkinsons, Huntingtons og ALS – alle sygdomme, hvor proteiner netop ophobes i klumper i hjernen, forklarer professor Fulvio Reggiori, der står bag studiet.

”Vi vidste, at cellerne pakker proteiner og andet cellulært materiale sammen i klumper – aggregater – for at sende dem til cellens store renovationscentral, lysosomerne. Men vi vidste endnu ikke præcis, hvordan de blev nedbrudt der. Nu har vi opdaget, at klumperne først skal gøres mindre gennem en slags trinvis proces. Og det er vigtigt at forstå, fordi det kan hjælpe os med at finde måder at behandle de sygdomme, der opstår, når proteinklumper og andet affald begynder at ophobes i hjernen på grund af mutationer eller andre årsager – som vi ser det i neurodegenerative sygdomme som Alzheimers, Parkinsons, Huntingtons, ALS og flere andre, også i andre organer.”

Opdagelsen er ikke i sig selv en kur, men et vigtigt skridt nærmere en reel behandling, understreger Fulvio Reggiori:
”Vi ved, at hvis vi kan forstærke autofagi – det ene af cellernes to store oprydningssystemer – kan vi udskyde udviklingen af flere af de alvorlige neurodegenerative sygdomme. Vores resultater tyder på, at en kombineret behandling, hvor vi både øger nedbrydningen af de store protein-klumper til mindre stykker og samtidig forbedrer autofagien, kan blive en langt bedre tilgang til behandling.”

Forskerne vil nu rette fokus mod at undersøge præcis, hvordan den identificerede ”maskine” nedbryder klumperne, hvordan den fungerer, og om der er andre dele af cellen, der spiller en rolle i processen, fortæller Reggiori.

”Vi er kun lige begyndt at afkode mekanismen bag dette cellulære rengøringssystem. Vi skal dykke meget dybere ned i detaljerne, før vi kan begynde at arbejde med egentlige behandlinger. Men forståelsen af, hvordan vi kan forstærke processen, vil uden tvivl hjælpe os med – i hvert fald delvist – at fjerne de giftige proteinaggregater, som fører til fx Alzheimers, Parkinsons, ALS og Huntingtons.”

Bag om forskningsresultatet

  • Studietype, metode og studiedesign
    Grundforskning
  • Samarbejdspartnere i ind- og udland
    Indland: Muriel Mari, Biomedicin, AU
    Udland:
    • Mario Mauthe, Mark Hipp og Harm Kampinga, University Medical Center Groningen, NL
      • Lukas Kapitein, Utrecht University, NL
      • Sabine Schipper-Krom, Academic Medical Center Amsterdam, NL
      • Anne Simonsen, Universitetet i Oslo, N
  • Finansiering:
    Novo Nordisk Fonden (NNF), Lundbeckfonden, Dutch Research Council (NWO) og Swiss National Foundation (SNF)
  • Eventuelle habilitetsproblemer
    Ingen
  • Afvigelser fra princippet om, at forskningsresultatet skal være baseret på en fagfællebedømt artikel i et videnskabeligt tidsskrift
    Ingen
  • Læs mere i den videnskabelige artikel:
    https://www.nature.com/articles/s41556-025-01747-1

    Kontakt:

    Professor Fulvio Reggiori
    Aarhus Universitet, Health, Institut for Biomedicin
    Telefon: +4587159527
    E-mail: f.m.reggiori@biomed.au.dk