KI-forskare: ”Vi hade aldrig kommit så långt utan Yoshinori Ohsumis upptäckter”

Yoshinori Ohsumi beskrev på 1990-talet hur våra celler håller rent innanför tröskeln. När han nu Nobelprisbelönas för sina upptäckter har forskningsfältet exploderat – cellens avfallshantering har visat sig vara avgörande vid cancer och flera andra sjukdomar.

– Nobelpriset i fysiologi eller medicin 2016 går till Yoshinori Ohsumi för hans upptäckter av mekanismer för autofagi, en fundamental process för nedbrytning och återvinning av cellens egna beståndsdelar, tillkännagav Nobelkommitténs sekreterare Thomas Perlmann på måndagens presskonferens.

Efteråt förklarade Nils-Göran Larsson, medlem i Nobelkommittén:

– Precis som i en lägenhet ansamlas det skräp i våra celler. Saker slits, går sönder och behöver bytas ut. Yoshinori Ohsumi har beskrivit de grundläggande mekanismerna för hur cellen sköter sin städning och återvinning, säger han.

Och det är ingen finputsning det är frågan om, snarare en ständigt pågående renovering där kroppens byggnadsmaterial bryts ner och återvinns.

– En människa som väger 60 kilo består av bland annat cirka nio kilo proteiner. Två till tre hekto av dessa proteiner omsätts varje dag genom de här processerna, säger Nils Göran Larsson.

Självätande i cellen

Begreppet autofagi härstammar från grekiskan och betyder ”självätande”. Det syftar på en speciell renhållningsmetod hos cellen, där delar av cellens innehåll omsluts av membran och bildar så kallade vesiklar som i sin tur transporteras till lysosomer, som fungerar som cellens återvinningsstation för nedbrytning av biologiskt material.

Yoshinori Ohsumi, professor vid Tokyo Institute of Technology, var den första att i detalj klargöra hur detta går till. Under tidigt 1990-tal lyckades han genom en serie experiment i vanligt bagerijäst identifiera gener som har betydelse för autofagi. Han gick sedan vidare och förklarade funktionen hos de inblandade proteinerna och kunde visa att även människans celler använder samma maskineri.

– Till en början var han ganska ensam i forskningsfältet. Men han arbetade vidare och gjorde gedigna studier av hög kvalitet. Han är en mycket noggrann forskare, säger Nils Göran Larsson.

I dag vet man att autofagi ger snabb tillgång till energi vid näringsbrist och ser till att invaderande virus och näringsbrist kan oskadliggöras. Mekanismen har också visat sig vara involverad i flera olika sjukdomar, som cancer, diabetes, Parkinsons sjukdom och olika typer av demens.

Autofagi-forskningen har långsamt växt i omfattning för att de senaste åren fullkomligt explodera, av den stora ökningen av antalet vetenskapliga publikationer att döma.

Betydelse för flera sjukdomar

– Det ökade forskningsintresset för autofagi på senare år beror nog på att betydelsen för olika sjukdomar har blivit tydlig för allt fler forskare, säger Helin Norberg, cancerforskare vid institutionen för fysiologi och farmakologi, som är en av de många forskare som går i Yoshinori Ohsumis fotspår.

Cancerceller drar på sig inre skador och utsätts för olika typer av stress, som syrebrist och näringsbrist. De skyddar sig då mot påfrestningarna genom ökad inre återvinning och snabb omsättning av energi som cancerceller behöver. Autofagi är i detta sammanhang alltså negativt, då det får cancercellerna att överleva.

Helin Norberg försöker i sin forskning hitta sätt att styra autofagi-processen till cancercellens nackdel. Målet är en selektiv autofagi, där endast vissa nyckelproteiner som främjar cancerutveckling förstörs.

Flera kliniska prövningar pågår med substanser som påverkar autofagi, men det finns ännu inget färdigt läkemedel. Helin Norberg förhoppning är att hennes egen forskning en dag ska resultera i ett nytt sorts cancerläkemedel.

– Jag är jätteglad i dag, det här är ett viktigt erkännande för hela forskningsfältet och visar att det är ett framtidsområde. Jag hoppas att det leder till att även forskare inom andra områden kan hitta nya kopplingar till sjukdomar, säger Helin Norberg.

Viktig process i neurodegenerativa sjukdomar

Caroline Graff, professor i genetisk demensforskning vid institutionen för neurobiologi, vårdvetenskap och samhälle, beskriver en liknande utveckling för autofagi-forskning inom hennes fält.

– Autofagi är en intressant och viktig process vid neurodegenerativa sjukdomar, som ju kännetecknas av att felveckade proteiner ansamlas i hjärnan och nervsystemet. Av någon anledning städas inte dessa proteinansamlingar bort utan blir kvar och förstör cellens funktion, säger hon.

Men det är först de senaste åren som verkligt starka bevis har kommit.

– Vi vet nu att vissa gener som är muterade hos patienter med ärftliga former av demens är samma gener som behövs för en fungerande autofagi. Vi har misstänkt det under en längre tid, men det är nytt att vi ser den här väldigt tydliga kopplingen, säger hon.

Neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers, ALS och frontallobsdemens skiljer sig åt genom att olika typer av proteiner ansamlas i nervcellerna. Inga effektiva behandlingar finns idag i för någon av dessa sjukdomar. Men Caroline Graff menar att autofagi är ett gemensamt ljus i tunneln.

– Om vi kan lära oss att hjälpa autofagin på traven, så att cellerna blir bättre på att städa bort felveckade proteiner så tror jag att det finns hopp om att kunna utveckla behandling mot flera av dessa sjukdomar, säger Caroline Graff.

Helin Norberg kan inte se att hennes forskning skulle möjlig utan Yoshinori Ohsumi.

– Han upptäckte de fundamentala processerna, som andra sedan har kunnat bygga vidare på. Vi hade aldrig kommit så här långt utan hans upptäckter, säger hon.

Text: Ola Danielsson