Transportkaos förklarar sjukdomar

Ett spädbarn hamnar på akuten med hög feber, svullen mjälte och dåliga blodvärden. Symtomen kan ha många orsaker, till exempel körtelfeber. I sällsynta fall är sjukdomen en ärftlig skada i immunsystemet som kallas FHL (familjär hemofagocyterande lymfohistiocytos) som utan behandling leder till döden. Sedan några år tillbaka finns ett test som gör det möjligt att upptäcka sjukdomen inom något dygn.

– Det kan rädda liv. I år har vi hittat sju barn med den här sjukdomen, säger Jan-Inge Henter, som är professor i klinisk barnonkologi vid Karolinska institutet i Solna.

Testet bygger på årets medicinpris. Det mäter vissa cellers förmåga att släppa ut ämnen som får immunsystemet att lugna ner sig. Med rätt diagnos är det möjligt att bota barnet genom en benmärgstransplantation.

Transport av olika ämnen inom och mellan celler är livsviktigt för människan, liksom för alla andra organismer med en cellkärna, så kallade eukaryoter.

En eukaryot cell liknar ett industrialiserat land. I vissa regioner finns kemiska fabriker. Därifrån skeppas färdiga produkter via ett invecklat transportsystem till destinationer inom landet, eller går på export. Avgörande är att rätt leverans kommer till rätt plats vid rätt tid.

Det har länge varit känt att eukaryota celler packar kroppsegna kemikalier i pyttesmå blåsor, så kallade vesiklar, som sedan bär med sig godset dit det ska. Årets tre medicinpristagare har kartlagt hur det går till.

Randy Schekman började redan på 1970-talet undersöka bagerijäst med genskador, som ledde till trafikkaos i cellerna. Vesiklarna hopade sig. Han upptäckte att tre grupper av gener styr transporten av vesiklar till olika delar av cellen, och till cellytan.

James Rothman satsade på att ta reda på hur det går till när en vesikel har kommit fram till rätt adress och lämnar av sin last. Under 1980- och 90-talen visade han att proteiner utanpå vesiklarna passar ihop med andra proteiner vid målet. När vesikeln har kommit rätt bildar proteinerna tillsammans något som liknar ett blixtlås. Vesikeln smälter samman med membranet och tömmer samtidigt ut sin last.

Detta pågår ständigt i hjärnan. Vesiklar fulla av signalämnen ligger redo att skeppas ut vid synapserna, kontaktpunkter mellan olika celler. På bråkdelar av en sekund färdas det kemiska budskapet till mottagarcellen. Signalerna flödar vidare kors och tvärs genom stora nätverk som samordnar alla våra tankar och rörelser. Det kräver tajming.

Årets tredje pristagare, Thomas Südhof, upptäckte att kalciumjoner styr transportsystemets tidtabell. Han hittade proteiner utanpå vesiklar som reagerar på kalciumjoner. När halten stiger smälter vesiklarna blixtsnabbt samman med membranet. På så vis ser cellens halt av kalcium till att vesiklarna levererar sin last i rätt ögonblick.

Störningar i trafiken får allvarliga följder. Ett av de dödligaste nervgifter som finns – botulintoxin – verkar genom att slå ut frisättningen av vesiklar från nerver som styr kroppens muskler. I låga doser används injektioner av giftet mot ofrivilliga muskelrörelser (spasmer). Och under namnet botox förekommer giftet som ett välkänt skönhetsmedel som sprutas in för att ta bort bekymmersrynkor.

När transportsystemet trasslar till bukspottskörtelns insulinproducerande celler blir följden diabetes, och i hjärnan kan störningar utlösa vissa former av epilepsi.

Detta transportsystem har en lång utvecklingshistoria. Det fungerar på ungefär samma sätt i alla eukaryota organismer, från bagerijäst till människor.

Transportvägarna utnyttjas även av inkräktare. Influensa, polio och hiv är exempel på virus som får fäste i kroppen genom att smita in genom cellernas transportsystem.

– Med kunskap om hur systemet fungerar ökar våra chanser att hitta nya mediciner mot sådan smitta, säger Jan Andersson, professor i infektionssjukdomar vid Karolinska institutet.

Pristagarna: Medicinpriset 2013

James E. Rothman är född 1950 i USA. Professor i cellbiologi vid Yale university, Connecticut, USA.

Randy W. Schekman är född 1948 i USA. Professor vid Institutionen för molekylär och cellbiologi vid University of California i Berkeley, USA.

Thomas C. Südhof är född 1955 i Tyskland. Professor i cell och molekylärfysiologi vid Stanford university, USA.