Projekter vi har finansieret

Undersøgelser har vist, at kroppens omsætning af knoglevæv og glukose er integreret. De fleste af undersøgelserne er imidlertid foretaget på forsøgsdyr, og resultaterne kan derfor ikke umiddelbart overføres til mennesker. I dette post.doc-projekt skal sammenhængen mellem disse vigtige funktioner i kroppen undersøges. Niveauet af sukker og følsomheden for det hormon, der primært regulerer niveauet af sukker, insulin, skal undersøges hos personer, der har en medfødt defekt i knoglernes omsætning, samt personer, der er i behandling med medicin, der hæmmer knoglernes omsætning. Desuden skal det undersøges, om knoglernes omsætning og styrke påvirkes hos personer, der har type 2 sukkersyge, samt om det meget hyppigt anvendte lægemiddel metformin, der bruges til at behandle netop type 2 sukkersyge, påvirker knoglernes omsætning og dermed potentielt knoglernes styrke og ultimativt risikoen for knoglebrud. Projektet vil således dels belyse, om kroppens omsætning af knoglevæv og sukker er integreret hos mennesker, samt og lægemidler, der bruges til at behandle folkesygdommene type 2 sukkersyge og knogleskørhed, kan påvirke niveauet af sukker i blodet respektive knoglemassen.

Hepatitis C virus (HCV) er et vigtigt humant patogen og en væsentlig årsag til sygelighed og dødelighed i hele verden. Viruset har en høj genetisk diversitet som resultat af den betydelige fejlprocent på den virale polymerase, med vigtige konsekvenser for viral evolution og udvikling af resistens mod behandling. Viruset kan også ændre sig gennem rekombination, selv om kun få rekombinante former er blevet identificeret hidtil. Viral RNA rekombination kan bidrage til udviklingen af medicin-relateret resistens ved at sammensætte eksisterende mutationer i mere fordelagtige kombinationer. For at undersøge de mulige konsekvenser af genetisk rekombination for behandling og epidemiologi af HCV, er det derfor nødvendigt først at forstå, hvor relevant denne mekanisme er på HCV-replikations cyklus. Vi har til hensigt at udvikle kvantitative analyser baseret på ekspression af fluorescerende proteiner til at måle rekombination frekvenser mellem forskellige HCV virus. Resultaterne vil klarlægge hvor ofte rekombination kan forekomme mellem HCV-stammer med varierende grader af sekvens identitet. Desuden vil opnåede data afsløre hvilken brøkdel af den oprindelige population af rekombinante genomer producerer levedygtige vira. Endelig vil vi analysere fordelingen af rekombinationsbegivenheder i genomet for at identificere tilstedeværelsen af rekombination hotspots. Disse nye oplysninger vil bidrage til vores forståelse af HCV-livscyklus, evolution og epidemiologi.

Alzheimers syge, Parkinsons syge og følgerne efter blodpropper og hjerneblødninger ledsages af neurodegeneration pga. for høj koncentration af glutamat i hjernen. Glutamat er et af de vigtigste signalmolekyler i hjernen. Det formidler kommunikation mellem hjerneceller via aktivering af forskellige glutamat receptorer. Dette forskningsprojekt har fokus på glutamat receptorgruppen NMDA. NMDA receptorer består af fire subenheder (kaldt GluN1, GluN2A-D og GluN3A-B) som sammensættes på forskellig vis og danner en række NMDA receptor subtyper (hhv. GluN1/N2, GluN1/N3 og GluN1/N2/N3). Hidtil er det kun lykkedes at få godkendt to lægemidler der virker via NMDA receptorer. Årsagen til den manglende succes med udvikling af lægemidler, er en manglende viden om hvilke NMDA receptor subenheder der er involveret i de forskellige sygdomme. Mange stoffer rammer således flere receptor subtyper og giver dermed bivirkninger. GluN3 subenhedernes biologiske funktion er kun kendt i meget begrænset omfang. Endvidere er det kun delvist belyst hvordan GluN3 subenhederne påvirker funktionen af NMDA receptorerne. Formålet med dette forskningsprojekt er derfor at undersøge funktionen af receptorer bestående af GluN1, GluN2 og GluN3 subenheder og dermed kortlægge hvordan GluN3 subenhederne ændrer egenskaberne af GluN1/N2 receptorerne. Dette vil danne grundlag for en evaluering af GluN3 subenhedernes funktion, og om GluN3 kan anvendes som mål for udvikling af nye lægemidler med færre bivirkninger.

Nyren spiller en essentiel rolle i reguleringen af kroppens vand- og saltbalance, hvilket er afgørende for blodtryksniveauet. I nyren er segmentet ”distal convolute tubulus” (DCT) ansvarlig for finreguleringen af saltreabsorptionen fra urinen over i blodet. Dette sker primært via Na-Cl cotransporteren NCC. Da mængden af salt i blodet er afgørende for blodtryksniveauet, kan patienter med en defekt på NCC f.eks. lide af for højt eller for lavt blodtryk. Det er for nyligt blevet påvist, at hormonet vasopressin er involveret i reguleringen af NCC. Vi vil derfor undersøge hvilke processer i nyresegmentet DCT, der fører til, at vasopressin regulerer NCC. Studiet består af to delprojekter. Først vil vi identificere mRNA og phosphorylerede proteiner, som ændres under vasopressinbehandling. Til dette projekt anvendes bl.a. de nye teknikker RNA sekventering og massespektrometri-basseret phosphoproteomstudier. Det andet delprojekt går ud på at undersøge om vassopressin – men også om andre hormoner – påvirker mekanismen ”sumoylation”, som muligvis er involveret i reguleringen af NCC. Samlet set vil studiet bidrage til en bedre forståelse af kroppens regulering af vand- og saltbalancen, og dermed af blodtrykket. Klinisk set er dette vigtigt, da forhøjet blodtryk i dag er en udbredt folkesygdom, vis behandling kan forbedres.

Ultralyd af hjertet (ekkokardiografi) har en helt central rolle ved diagnosticering og behandlingsvalg indenfor en lang række hjertesygdomme. I det daglige kliniske arbejde anvendes simple volumetriske mål for hjertets overordnede pumpeevne. Disse mål har desværre også begrænset følsomhed overfor de diskrete forandringer i hjertemuskelfunktionen, som man ser ved en række hjertesygdomme. Nye hurtige metoder til at måle deformering af hjertemusklen har muliggjort mere nøjagtig karakterisering af funktionsforandringer, men de er kun i begrænset omfang undersøgt med henblik på evnen til at forudsige risikoen for død. Min forskning har vist, at deformationsanalyse kan anvendes til at finde højrisiko individer blandt patienter med blodprop i hjertet og tilsyneladende bevaret hjerte pumpeevne. I samarbejde med Duke University Medical Center har jeg fået mulighed for at undersøge deformationsparametre i relation til patienter med iskæmisk hjertesygdom. Mit fokus vil I særlig grad være risiko vurdering i forhold til pludselig død samt muligheden for følge små ændringer i hjertefunktionen og dettes betyding i relation til udvikling af eksisterende hjertesvigt. Derudover giver samarbejdet mulighed for at sammenlægge data fra Rigshospitalet og Duke University Medical Center. Resultaterne fra dette vil have betydning for fremtidige randomiserede studier og klinisk arbejde.

Karakteristisk for kræftceller er at de har et forkert antal hele kromosomer, hvilket benævnes aneuploidi. Aneuploidi vanskeliggør behandlingen af kræft, da aneuploide celler har nemmere ved at tilpasse sig kemoterapeutiske stoffer. Vores celler er udstyret med en kontrol mekanisme, der benævnes det mitotiske checkpoint. Det mitotiske checkpoint forhindrer dannelse af aneuploidi og beskytter hermed mod dannelse af kræft. Man ved at personer med mutationer i gener for proteiner involveret i det mitotiske checkpoint nemmere får kræft og det er derfor vigtigt at forstå de biokemiske mekanismer, der danner basis for det mitotiske checkpoint. Med dette projekt vil vi klarlægge hvordan det mitotiske checkpoint tændes og slukkes via fosforyleringer. Fosforyleringer er små modifikationer på proteiner, der ændrer de modificerede proteiners egenskaber, og vi har via en teknik benævnet masse spektrometri fundet mange fosforyleringer der forventes at spille en vigtig rolle i det mitotiske checkpoint. Vores mål er at forstå hvordan disse fosforyleringer virker og vi vil i levende celler undersøge hvad der sker hvis vi ændrer på dem. Dette vil tilsammen give et vigtigt indblik i det mitotiske checkpoint og kan på sigt bane vejen for udvikling af nye behandlingsmetoder der er rettet mod aneuploidi.

Det ansøgte projekt omhandler stoffet gamma-hydroxysmørsyre (GHB) som findes naturligt i hjernen. GHB udviser stor lighed med GABA, den hyppigst forekommende hæmmende neurotransmitter i hjernen. Men GHB har sine egne unikke bindingssteder og kan - i modsætning til GABA - passere over blod-hjerne-barrieren. GHB er i dag et registreret lægemiddel mod nogle former for søvnforstyrrelser samt alkoholisme. Alligevel ved vi ikke nøjagtigt, hvordan stoffet virker, og vi kender heller ikke den fysiologiske funktion af GHB i hjernen. Vi ved at GHB binder til både GABA-A og GABA-B receptorer. Sidstnævnte er ansvarlig for f.eks. ansvarlig for dopaminfrigivelse og sedation, hvorimod vi ikke kender effekterne af bindingen til GABA-A receptorer. Udfra bindingsstudier er det vist, at det sandsynligvis kun er binding til GABA-A receptorer, der finder sted under normalfysiologiske forhold i hjernen. Det har tidligere været påvist at GHB har neuroprotektive effekter og vi har indledningsvist vist at dette kan være via en sænkning af glucose-stofskiftet i hjernen, muligvis medieret af høj-affinitets GABA-A receptorer. I projektet vil vi kortlægge de fysiologiske begivenheder der måtte forekomme når GHB eller GHB analoger binder til GABA-A receptorer i hjernen, samt undersøge hvorvidt GHB og analoger af GHB har en beskyttende effekt på hjernen under iskæmi.

CNS patienter (slagtilfælde, rygmarvskade og Cerebral Parese) udvikler oftest muskelkontrakturer. Ved muskelkontrakrurer fastlåses musklerne hvilket vanskeliggør normal fysisk aktivitet. Det antages almindeligvis at kontrakturerne forårsages af spasticitet. Spasticitet skyldes forhøjet strækrefleksaktivitet og behandlingen mod kontrakturer er rettet imod dæmpning af strækrefleksaktiviteten fx ved antispastisk behandling, botox injektioner, eller en overskæring af rygmarvens nerve rødder (Rhizotomi). Vi har netop undersøgt en større population af børn med cerebral parese der alle var diagnosticerede som spastiske og havde modtaget langvarig antispastisk behandling herunder talrige injektioner af botox. På trods af den kliniske diagnose fandt vi, at kun få børn havde forøgede strækreflekser. Det samme observerede vi i voksne patienter der angiveligt var spastiske. Vi konkluderer derfor, at den kliniske diagnose af spasticitet ofte er fejlbehæftet. Denne antagelse blev bekræftet da vi observerede at børn allerede i tre års alderen viste tegn på stivere muskelvæv uden nogen tegn på spasticitet. Derudover viser nyere studier at hverken Botox eller Rizotomi forhindrer udviklingen af kontrakturer. Derfor er der et akut behov for nytænkning på området, da kontrakturerne afgjort må skyldes andre mekanismer end spaticitet. Formålet med dette projekt er at undersøge de mekanismer der fører til kontrakturer for dermed at danne grundlag for en ny og mere forebyggende behandling.

Dette projekt ser på regulerering af blodstrømmen i de utallige små og stærkt forgrenede blodkar, som forsyner alle celler i et organ eller væv med næringsstoffer. Dette netværk af små blodkar dirigerer blodet hen til de dele af vævet, hvor der er behov for øget stofskifte. Projektet går ud på at finde mekanismen for automatisk regulering af den mikrocirkulatoriske blodstrøm. Hvordan kan de enkelte celler i et blodkar “vide”, om et ydre signal skal give anledning til en lokal respons eller skal signalleres videre til nabo-cellerne? Og hvad bestemmer om signalet skal sendes over korte eller lange afstande i netværket? I dette projekt undersøges om lokal og global kontrol simpelthen er en funktion af evnen til at generere elektriske signaler. Dette er et radikalt men simpelt gæt på reguleringens underliggende mekanisme. Planen er at undersøge, hvordan variation i netværkenes struktur og fysisk-kemiske egenskaber påvirker reguleringen. Forståelse af sammenhængen mellem fysiologisk funktion og cellulær og strukturel variation er et hot emne, som ikke kun begrænser sig til mikrocirkulationen, men til biologiske systemer generelt. Selvom variation både har fordele og ulemper, synes den at bidrage til optimal blod-forsyning i raske mennesker. Uhensigtmæssig regulering fører derimod til forhøjet risiko for blodpropper, hjertekrampe eller slagtilfælde. I værste fald med døden som konsekvens. Dette projekt vil bidrage afgørende til vores forståelse af mikrocirkulationen.