Dansk professor i spidsen for succesfuld jagt på ’bodybuilderprotein’
Professor Simon Bekker-Jensen fra Center for Sund Aldring ved Københavns Universitet.
Fundet kan være med til at forklare visse tilfælde af muskelsvækkelse, myopati. Og det kan på sigt muligvis bruges til at genopbygge muskelmassen hos ældre og meget svækkede personer. Uden at de behøver at røre en finger.
Hvordan registrerer musklerne, at de skal vokse, når de virkelig bliver brugt?
Det spørgsmål har et internationalt forskerhold kigget nærmere på. Og de 30 forskeres undersøgelse, der er støttet af Lundbeckfonden, har ført til en overraskende opdagelse, som netop er offentliggjort i en artikel i det videnskabelige tidsskrift EMBO Journal.
Undersøgelsen viser:
At når vores muskler arbejder hårdt i korte intervaller - fx hvis vi løfter vægte i fitnesscentret – sørger et signalprotein (ZAK-beta-proteinet) for at meddele musklerne, at de skal omsætte anstrengelserne til vækst.
Og at netop det signal får musklerne til at vokse, fortæller lederen af forskerholdet, professor Simon Bekker-Jensen fra Center for Sund Aldring ved Københavns Universitet (KU):
”Den forklaring har forskningen i snart mange år været på jagt efter, så det er meget tilfredsstillende, at det lykkedes os at finde den. Også fordi det på sigt kan rumme muligheder for at udvikle medicin, som kan opbygge muskelmassen hos svækkede og ældre – uden at de behøver at røre en finger”
En detektivindsats
Historien om, hvordan Simon Bekker-Jensen og hans kolleger kom på sporet af signalproteinet, begyndte – som det ofte kan være tilfældet i forskningens verden – med at de læste om en opdagelse gjort af andre forskere.
Disse kolleger havde set nærmere på seks patienter, der led af en variant af muskelsvækkelse (myopati), fortæller Simon Bekker-Jensen:
”Det, de kunne se, var, at patienterne alle havde en mutation i et gen, der bærer betegnelsen ZAK – og altså er det gen, der koder for ZAK-beta-proteinet. Da vi læste deres videnskabelige artikel, stillede vi os selv spørgsmålet: Hvad er egentlig koblingen mellem ZAK-genet og det forhold, at disse seks patienter ikke var i stand til at opbygge en tilstrækkelig muskelmasse? Og derefter besluttede vi os for at se nærmere på, hvad ZAK-genet laver. Herunder på funktionen af ZAK-beta-proteinet”.
Denne detektivindsat blev gennemført ved hjælp af en række forsøg med mus, der via genetisk manipulation havde fået samme mutation i ZAK-genet, som man kunne observere hos de seks myopati-patienter.
I disse forsøg stimulerede forskerne musklerne hos de genmanipulerede mus på en måde, der svarede til, at dyrene havde udført decideret styrketræning.
Og herefter målte forskerne, om muskelstimulationen fik de genmanipulerede mus til at tænde for muskelopbyggende signaler på det molekylære plan.
Det gjorde den ikke.
Hvorimod en gruppe kontrol-mus, som ikke havde mutationen i ZAK-genet, reagerede på nøjagtig samme forsøg ved uden tøven at trykke på ’tændknappen’ for de muskelopbyggende signaler.
Hvilket viste en sammenhæng mellem et normalt fungerende ZAK-gen og muskelvækst.
Et ’bodybuilderprotein’
Denne opdagelse, der beskrives i artiklen i EMBO Journal, fik forskerne til at se ”nogle spændende perspektiver”, som de efterfølgende har arbejdet videre med, fortæller professor Simon Bekker-Jensen:
”Vi har blandt andet undersøgt hvad der sker, hvis man hos en normal, ikke-genmanipuleret mus overudtrykker ZAK-genet - hvis man skruer op for det, så der tilføres ekstra store mængder ZAK-beta-protein. Og her kunne vi også observere noget meget fascinerende. I det forsøg skulle dyrene nemlig intet foretage sig – de skulle ikke på nogen måde bevæge sig for at opbygge musklerne - og alligevel voksede de store muskler i deres bevægeapparatet med op til 50 procent. Uden at de så at sige rørte en finger! Det vil altså sige, at ZAK-beta-proteinet populært udtrykt virker som en slags ’bodybuilderprotein’ – og den opdagelse er vi nu ved at analysere i detaljer. Den har spændende perspektiver”.
Og det har den, fordi den hen ad vejen kan vise sig at være anvendelig i forbindelse med udvikling af medicin, forklarer en anden KU-forsker bag arbejdet, Ph.d.-studerende Cathrine Nordgaard, der er førsteforfatter på den videnskabelige artikel i EMBO Journal:
”Har man været sengeliggende i en periode, taber man uundgåeligt muskelmasse – og det går i virkeligheden forholdsvis hurtigt. I den situation er problemet, ikke mindst hos ældre, at de kan have vanskeligt ved at genskabe så meget muskelmasse, at de atter kan blive mobile – for de har ganske enkelt ikke kræfter til at træne. Og her ville det være fantastisk, hvis man ved at overudtrykke ZAK-genet - og dermed tilføre store mængder af ’bodybuilderproteinet’ - kunne få musklerne til at vokse. På den måde ville musklerne selv kunne gøre noget af det indledende arbejde med at højne funktionsniveauet”.
Forskergruppen er nu begyndt at undersøge dette aspekt, siger Cathrine Nordgaard: ”Forhåbentlig kan det lade sig gøre, men det vil tage en årrække at nå dertil. Det er ikke noget, som er lige rundt om hjørnet”.
Holdet bag artiklen i EMBO Journal består af forskere fra Danmark, Storbritannien, Holland, Finland, Frankrig og Østrig.
Foruden Lundbeckfonden har bl.a. Novo Nordisk Fonden og European Research Council støttet projektet.