Dansk-kinesisk samarbejde skal udforske proteiners rolle i den syge hjerne

Med 20 millioner kroner i ryggen fra Lundbeckfonden skal professor Kristian Strømgaard forske i en fundamentalt ny tilgang til behandling af sygdomme i hjernen, hvor proteiners dynamik i den postsynaptiske membran er omdrejningspunktet.

Proteiners rolle i udviklingen af hjernens sygdomme er igen ved at blive et af de helt store indsatsområder i neuroforskning internationalt. Derfor har Kristian Strømgaard, professor i kemisk biologi ved Københavns Universitet, og hans kinesiske samarbejdspartner, professor Mingjie Zhang fra Southern University of Science and Technology i Kina, fået en bevilling på 20 millioner kroner fra Lundbeckfondens Collaborative Projects-program, så de over de næste fem år kan kortlægge proteinernes rolle – og forhåbentlig udvikle en række stoffer, der kan afprøves til behandling af sygdomme som epilepsi, skizofreni og autisme.

Proteiners organisering er nøglen

Idéen med at kigge på proteiner og proteiners organisering for at forstå udviklingen af hjernens sygdomme er ikke ny. Men nu har man fundet nogle nye måder at koble området til forståelsen af neurologiske og psykiatriske sygdomme. 

I deres forskning skal Kristian Strømgaard og Mingjie Zhang kigge på det, der kaldes den postsynaptiske fase – altså de processer, som sker, når en neurotransmitter har sendt et signal fra præsynapsen til postsynapsen mellem to neuroner. I postsynapsen sidder en cellemembran, hvorunder der findes et tykt lag med en række proteiner – også kaldet Post Synaptic Density (PSD) - der modtager signaler fra neurotransmitterne.

Tidligere har man ikke præcist været klar over, hvordan disse proteiner er organiseret, men ny forskning har vist, at proteinerne organiserer sig i membranløse klumper – såkaldte biomolekylære kondensater. Det er processen omkring at danne disse kondensater – også kaldet liquid-liquid phase separation (LPPS) – der er det nye og interessante i forskningen. 

Kristian Strømgaard

”Vi kigger på, om det har betydning for organiseringen af disse kondensater, hvis man har sygdomsmutationer i proteinerne. Altså om hemmeligheden bag sygdommene i virkeligheden er, at mutationer i proteinerne ødelægger dannelsen af kondensater. Det er en fundamentalt ny måde at kigge på sygdomme i hjernen. "

Musemodel er målet

Hvis forskerne kan få denne teori bekræftet, vil næste skridt være at udvikle stoffer, der kan kompensere for disse mutationer og dermed bringe balance i kondensaterne. Disse stoffer vil så måske en dag kunne udvikles til lægemidler, der kan behandle sygdomme som epilepsi, autisme og skizofreni. 

”Vi vil starte med at lave vores forsøg på proteiner fremstillet i vores laboratorier og derefter gå videre til musemodeller. Hvis vi i løbets af projektets fem år kan bekræfte vores teorier og udvikle stoffer, der kan kompensere for mutationerne i en musemodel, vil jeg være meget tilfreds. For så står verden åben i forhold til at videreudvikle på vores stoffer." 

Fordi der har samlet sig så stor interesse omkring proteiners rolle i sygdomsforskningen, er biotek-industrien også begyndt at investere stort i området. Bl.a. har det amerikanske biotek-firma Dewpoint – hvis eneste fokus er biomolekylære kondensater og sygdomme – tiltrukket 1 milliard dollars fra forskellige investorer. 

Internationalt samarbejde er altafgørende

For Kristian Strømgaard er det helt afgørende, at projektet kan gennemføres i samarbejde med netop Mingjie Zhang.

”Mingjie er pioneren i verden inden for denne her type proteiner og faseseparation (LPPS, red.). Når han er med, bliver vores troværdighed og sandsynlighed i forhold til at lykkes med projektet meget højere,” siger Kristian Strømgaard.

”Det gode ved at være sammen om det er også, at vi ikke er i stand til at lave de samme ting i vores laboratorier, så vi har en kæmpe gensidig interesse i at arbejde sammen. Hans laboratorium kan for eksempel ikke udvikle de stoffer, som vi kan, og vi kan lære mere om faseseparation af hans folk”.

Som en del af projektet skal der også ske en udveksling af folk mellem de to laboratorier i Danmark og Kina, så de kan lære hinandens teknikker at kende. 

Bevillingerne under Collaborative Projects-programmet fra Lundbeckfonden har til formål at styrke de neurovidenskabelige forskningsmiljøer i Danmark ved at understøtte forskningssamarbejder på tværs af videnskabelige grupper både i Danmark og internationalt.