Case

Indsigt i cellernes kommunikationssystem kan give bedre medicin i fremtiden

Forskere fra Københavns Universitet og Harvard University skal kortlægge placeringen af sukkermolekyler på de særlige G-protein-koblede receptorer, som styrer kommunikationen mellem kroppens celler. Større indsigt i receptorerne giver mulighed for at udvikle bedre og mere målrettet medicin i fremtiden.

  • Sundhed og Sygdom
  • International postdoc
  • 2017

Vores celler kommunikerer ved hjælp af en række forskellige signalstoffer, som fanges af cellernes receptorer. Når de G-protein-koblede receptorer modtager et signal, aktiverer de et særligt G-protein, og det sætter gang i en kemisk proces i cellen.

For eksempel er det en G-protein-koblet receptor - den beta-adrenerge receptor - der styrer hjerterytmen. Det er nemlig den, der modtager adrenalin og noradrenalin, som fortæller, at hjertet skal slå.

Når receptoren lader den besked gå ind i cellen, øges energiomsætningen i cellen, og hjertet begynder at slå hurtigere.

Man ved, at der findes omkring 800 af den slags receptorer, som alle har afgørende betydning for, hvordan vores organisme fungerer - eller ikke fungerer.

Sukkermolekyler sidder som en hale
Derudover har man for nylig opdaget, at flere af receptorerne har særlige sukkermolekyler, også kaldet O-glykaner, siddende som en hale på deres overflade.

Forskernes modeller viser, at omkring halvdelen af alle G-protein-koblet receptorer ligeledes har O-glykaner siddende.

Og O-glykanerne kan have stor betydning for, hvordan receptoren virker og åbner nye muligheder for at ramme systemerne med medicin.

- Vi prøver at forstå de her O-glykaners rolle i proteinerne. Jeg skal arbejde med tre hovedspørgsmål: Hvor sidder de på proteinerne? Hvordan ser de ud? Hvad er deres funktion?, fortæller Christoffer Knak Goth. Han skal udarbejde postdoc-projektet, som netop har modtaget støtte fra Danmarks Frie Forskningsfond.

Ny viden om O-glykaner kan målrette medicin
Op mod halvdelen af al medicin, som findes i dag, retter sig mod de G-protein-koblede receptorer. Det gælder for eksempel betablokkere, som gives til mennesker med forhøjet blodtryk, og det gælder medicin mod en række forskellige psykiske sygdomme.

Betablokkerne hæmmer den beta-adrenerge receptor og sænker dermed hjerterytmen, mens medicin mod psykose blokerer dopaminreceptoren og på den måde mindsker psykosen.

Christoffer Knak Goths forskning kan dermed få stor betydning for udviklingen af lægemidler i fremtiden.

- Det åbner nye perspektiver, hvis vi forstår denne her del af systemet, fordi man så bedre og mere præcist kan ramme dem med medicin. O-glykanerne kan for eksempel bruges som en slags anker for at målrette medicinen mod de enkelte receptorer, forklarer han.

Man kan også forestille sig, at placeringen af O-glykanerne kan have betydning for, om og hvordan receptorerne virker.

For eksempel ved man med den beta-adrenerge receptor, at hvis den ikke har O-glykaner siddende på sin overflade, så bliver den klippet i stykker af et andet protein - et såkaldt protease - og når der er mindre af receptoren, får cellen mindre signal fra adrenalin og noradrenalin, og det giver lavere blodtryk. På den måde kan man altså også påvirke receptorens funktion indirekte ved at påvirke O-glykanerne.

Området Christoffer Knak Goth forsker inden for kaldes glykobiologi - og den unge forsker kalder glykobiologien for livets tredje sprog:

- Menneskets gener er kortlagt, og vi ved, hvilke proteiner de forskellige gener er opskrifter på. Vi har en forståelse af, hvilken funktion mange af de forskellige proteiner har i kroppen. Nu er vi så nået til livets tredje sprog, som handler om at forstå virkningen af de glykaner, som sidder på proteinerne, afslutter han.

Foto: Hal Gatewood @ Unsplash
Modtager

Christoffer Knak Goth
Harvard Medical School / Københavns Universitet

Projekt

GPCRs are Fine-Tuned by O-Glycosylation - A Cell-Based Screening Platform

Bevilget beløb

1.705.056 kr