MS-gener söks i liten by

Inom medicinsk forskning satsas mycket på att hitta de gener som ligger bakom våra vanligaste sjukdomar. Dit hör depression, hjärtinfarkt, högt blodtryck – och mitt eget forskningsområde, multi­pel skleros (MS). Dessa sjukdomar är komplexa, och effekterna av enskilda arvsanlag är små. Därför är trenden i dag att göra gigantiska studier på tusentals friska och sjuka personer för att hitta just de delar i arvsmassan som kan ligga bakom sjukdomen. Men det är viktigt att minnas att även missväxt och farsoter som påverkat våra anfäder styr vilka arvsanlag som har bevarats i en viss befolkning fram till i dag. I mitt doktorandprojekt har jag haft jag ambitionen att finna nya sjukdomsgener på ett nytt sätt. Jag ville använda avancerad teknik för att analysera arvsmassan och dessutom kombinera denna med en djärv epidemiologisk idé: att det borde vara möjligt att hitta sjukdomsgener även i en mindre grupp patienter om dessa har gemensamma anfäder. ###Tjugosex sjuka släktingar Förutsättningen är att de dessutom kommer från samma socken, och alltså delar både arv och miljö. Tanken har varit att leta efter gener som kan antas vara gemensamma på grund av arv och som rimligen kan ha med sjukdomen att göra. I epidemiologiska studier som min bihandledare docent Anne-Marie Landtblom gjort har det visat sig att socknen Lysvik, som ligger i Värmland, har ovanligt hög förekomst av MS. Våra skickliga släktforskare Gerd Eltenius och Arne Linnarud har kunnat rita in tjugosex av dessa patienter födda under 1900-talet i ett och samma släktträd. De härstammar alla från ett par svedjefinnar, Pål och Elin, som vandrade in på 1600-talet. Det är viktigt att påpeka att de tjugosex personerna födda på 1900-talet inte är vad vi i dag skulle kalla släktingar, eftersom det har gått i genomsnitt elva generationer från ursprungsparet. När jag så här i efterhand berättar om detta projekt kan man lätt få intrycket att det var en rättfram och enkelt genomförd studie. Men så var inte fallet, snarare tvärtom. Denna del tog ungefär halva min doktorandtid i anspråk, och det fanns stunder när jag trodde att det inte skulle fungera och att allt nedlagt arbete var bortkastat. Samtidigt som dessa känslor pockade på var jag tvungen att övertyga min huvudhandledare, professorn och mig själv om att jag skulle driva projektet vidare. Om inte annat så kändes det som min skyldighet gentemot alla dem som på olika sett bidragit till studien, inte minst de patienter som donerade blodprov. ###Problemen hopas Vårt första steg var att kontakta genetisk expertis inom Karolinska Institutet för att få hjälp att lägga upp studien. Mötet resulterade i att vi valde att ta prover från elva av de patienter som var längst bort från varandra i släktträdet och analysera hela deras arvsmassa. Sedan kunde vi jämföra vilka dna-sekvenser som de hade gemensamt. Låter inte det som ett enkelt och tydligt projekt? Mötet skedde i slutet av mars år 2006. Min frustration över projektet nådde sin höjdpunkt i januari 2008. Vi hade ett gruppmöte, och jag presenterade en mind-map över alla de problem som jag tampades med. De flesta hade att göra med de genetiska markörer som vi använt för att hitta de sekvenser av arvsmassan som dessa patienter delade. Vi hade valt att använda så kallade single nucleotide polymor­phisms, SNP. De är små variationer i arvsmassan som förklarar varför vi allihop inte är exakt likadana (utan alltså har olika arvsanlag). Det speciella chips vi använde för att analysera arvsmassan kan känna igen 250 000 sådana punkter, så kallade SNP-ar (läses ”snippar”). Problemet är att dessa inte nödvändigtvis varierar så mycket i just den svenska befolkningen. Således fanns risken att anledningen till att arvsanlag framstod som intressanta egentligen enbart berodde på att dessa ­SNP-ar är vanliga i hela befolkningen. Hur som helst gjorde jag ändå, trots att jag var medveten om dessa brister, ett försök att få fram intressanta dna-sekvenser. Mycket förenklat uttryckt letade jag efter platser i arvsmassan där många SNP-ar ligger i rad hos flera av de elva patienterna. ###Två avgörande möten Efter att jag presenterat mina metodologiska problem för gruppen var jag med om två mycket viktiga möten, som kom att ha avgörande betydelse för projektet. Det första var med finländska MS-forskare som rapporterade att de hittat samma genetiska region som jag lyckats få fram. De hade visserligen hittat denna region på ett helt annat sätt än jag, men det kändes ändå hoppfullt att något resultat kommit ut av allt mitt arbete. De gjorde mig även uppmärksam på ett nytt datorprogram för att analysera hur personer delar arvsanlag. Det andra mötet skedde några veckor senare i Paris där jag presenterade mina data för en fransk grupp. Efteråt stannade de tre mest seniora forskarna kvar för att diskutera mitt projekt. Det var otroligt värdefullt att få samtala med dessa kloka och kompetenta kvinnor, trots att de var ganska skeptiska till mitt upplägg. Särskilt ifrågasatte de att vi bara tittade på individer som var drabbade av sjukdom. Samma tanke hade gnagt i mig, och jag föreslog att vi även borde ta med data som vi redan hade från en grupp om knappt 700 svenskar, varav hälften hade MS och hälften var friska, men där ingen hade några som helst band till byn Lysvik. På så vis borde vi kunna rensa bort de SNP-markörer som är så vanliga i den svenska befolkningen att nästan alla delar dem. Detta visade sig vara en framkomlig men inte helt problemfri väg. Den enorma mängden datapunkter krävde att vi gick över till ett nytt och kraftfullare datorsystem. Vi ärver ju genetiskt material från båda våra föräldrar och bär sålunda på två kopior av varje kromosom och varje gen. Därför analyserade vi de elva individernas arvsmassa noggrant med avseende på två olika fall. Först för att se om flera individer delade en dubbel uppsättning av något arvsanlag (så kallad homo­zygot delning), och sedan för att se om flera individer delade en enkel uppsättning av något arvsanlag (heterozygot delning). Den sist-nämnda analysen var nu möjlig tack vare det dataprogram som den fin­ländska gruppen visade för mig. Sekvenserna måste vara så långa att de inte enkelt kunnat uppstå av en slump, utan sannolikt har ärvts från gemensamma anfäder. ###Äntligen ett genombrott Sannolikheten att minst fyra individer delar ett arvsanlag givet det avlägsna släktskapet är så låg att vi ansåg det vara en träff om minst fyra av de elva individerna var bärare av arvsanlaget. Det fanns ingen sådan gemensam dubbel uppsättning arvsanlag. Men vi hittade fem ställen i arvsmassan där minst fyra individer delade ett enkelt arvsanlag. Den låga sannolikheten för att dessa personer, som ligger långt från varandra i släktträdet, ska ha ett gemensamt arvsanlag gör det sannolikt att arvsanlaget har med den delade sjukdomen att göra, i det här fallet MS. Eftersom den exakta studiedesignen i detta projekt är unik – ingen har förut kommit på den tokiga idén att leta efter flera arvsanlag för en sjukdom hos endast elva individer – så kändes det mycket viktigt att kunna jämföra våra data med resultaten från andra MS-studier. En av de genetiska regionerna vi fann kom som en bekräftelse på vårt upplägg, för den täcker den gen som vi sedan tidigare vet har störst inverkan på risken för MS. Det är en av människans så kallade HLA-gener, och det protein som den utgör mall för visar upp kroppsfrämmande ämnen för immunförsvaret. Men även de andra fyra regionerna som minst fyra av de elva personerna bar på överensstämde förbluffande väl med vad vi i dag vet om genetiska risker och sjukdomsmekanismer hos MS. Vi hittade bland annat gener som kodar för proteiner som sitter i den kontaktyta där signaler mellan nervceller överförs. En av dessa gener presenterades nyligen som intressant för sjukdomen av en annan forskargrupp. And­ra studier tyder även på att dessa proteiner kan vara inblandande vid nervcellsdöd, något som av okänd anledning sker vid MS. Vi hittade också en mycket intressant gen som ger upphov till ett protein som normalt fungerar som vapen i immunförsvaret och dödar infekterade celler. Det finns många studier som visar dess möjliga inblandning i MS. En sådan studie gör gällande att proteinet möjligen också kan skada den så kallade blod-hjärnbarriären, alltså det inre skikt i hjärnans blodkärl som ska stänga ute immunförsvarets celler. I MS är detta en viktig men ännu inte klarlagd mekanism. ###Djärva idéer kostar Under detta projekts mörkaste stunder, ja även vid mer hoppfulla tillfällen, trodde jag att jag aldrig någonsin skulle hitta arvsanlag som så väl överensstämmer med vad vi vet och kan om MS. Att vår studie är liten är en fördel jämfört med de jättestudier som normalt planeras, och vi har i en liten grupp patienter hittat inte bara ett utan flera arvsanlag som kanske alla är nödvändiga tillsammans för att orsaka MS. De arvsanlag som vi har funnit hos vår patientgrupp förklarar flera kännetecken för MS: inflammation, nervcellsdöd och en skadad blod-hjärnbarriär. Galna idéer har sannerligen både sitt pris och sina belöningar. Nu återstår att studera dessa gener på andra sätt för att bekräfta deras relevans för sjukdomsmekanismerna i MS.