Forskere fra Aarhus Universitet har fundet en ny cellulær og meget detaljeret sammenhæng mellem en ødelagt natrium-kalium-pumpe og en gruppe neurologiske sygdomme, hvis symptomer er ufrivillige spasmer og muskelsammentrækninger. Et fund, der kan få stor betydning for, hvordan vi i fremtiden behandler bevægelsessymptomer, som ses i en række sygdomme, der er forbundet til det centrale nervesystem, som eksempelvis epilepsi og Parkinsons.

”Natrium-kalium-pumpen er et livsvigtigt enzym, der findes i hver eneste af kroppens celler. Den sørger hele tiden for, at ionbalancen er optimal. Det gør, at der bliver opbygget store elektro-kemiske koncentrationsforskelle mellem cellens indre og ydre miljø. Forskelle, som er vigtige for eksempelvis nervecellers elektriske signaler,” forklarer en af forskerne bag det nye fund, lektor Karin Lykke-Hartmann fra Institut for Biomedicin og Institut for Klinisk Medicin på Aarhus Universitet.

Viden om pumpen er derfor afgørende for, at vi kan forstå vigtige funktioner i kroppen, og for at vi forstår de sygdomsmekanismer, der er forbundet med fejl i pumpen. Den viden er også vigtig for at kunne udvikle nye lægemidler rettet mod de rigtige celler i en defekt pumpe.

Sygdommene er ødelæggende

For at undersøge fænomenet nærmere, dannede forskningsgruppen en musemodel med en sygdomsmutation i Atp1a3-genet, som koder musen for en specifikt nervecelle-isoform af ion-pumpen. Fejlmutationer i dette gen ses blandt andet til en gruppe af bevægelsessygdomme, hvor nervecellerne, der normalt styrer vores bevægelser, bliver påvirket.

”Hos patientgrupperne observerer vi flere overlappende symptomer som dystoni, epilepsi, kognitive defekter og bevægelsesbesvær. Sygdomme af denne type er ødelæggende af natur og det hænger sammen med, at ionpumper, der ikke fungerer, ganske enkelt er svært forenelige med et godt liv,” siger Karin Lykke-Hartmann.

Resultaterne fra studiet, ‘Hypothermia-induced dystonia and abnormal cerebellar activity in a mouse model with a single disease-mutation in the sodium pump’, er netop offentliggjort i det internationale tidsskrift PLOS Genetics.

Udgangspunktet for symptomer hos patienter med sygdomme, der er relateret til mutationer i ATP1A3-genet er ofte stress. Det kan eksempelvis komme til udtryk ved varme, motion, bad og synsindtryk, som at se fjernsyn. Disse former for ‘trigger’ tyder på, at finjusteringen af ion-pumperne er nøje kontrolleret.

”Vi så, at lavere kropstemperaturer gav spasmer. Det koblede vi sammen med nogle meget specifikke nerveceller i lillehjernen, som får et uregelmæssigt mønster under spasme-anfaldene,” fortæller forskeren om studiet, der udspringer af en biokemisk forskningstraditioner om natrium-kalium-pumpen på Aarhus Universitet. Det var nemlig her, at Jens Chr. Skou i 1957 opdagede en sygdomsmutation i natrium-kalium-pumpen, en opdagelse han 40 år senere  fik Nobelprisen for.

Bag om forskningsresultatet

Studiet er grundforskning.

Samarbejdspartnere: Forskere fra ind- og udland. Blandt andet har Toke Jost Isaksen fra Aarhus Universitet, som er førsteforfatter på artiklen, udført sine forsøg, under et ph.d.-ophold på Einstein Collge, NY, USA.

Studiet er støttet af PUMPkin, Graduate School of Health, AU, Lundbeckfonden, Th. Maigaards Eft. Fru Lily Benthine Lunds Fond og Fonden til Lægevidenskabens Fremme.

Læs artiklen ‘Hypothermia-induced dystonia and abnormal cerebellar activity in a mouse model with a single disease-mutation in the sodium pump’

Kontakt

Lektor Karin Lykke-Hartmann
Aarhus Universitet, Institut for Biomedicin og Institut for Klinisk Medicin
Tlf.: 29 39 05 58
Mail: kly@biomed.au.dk