Forsker på vann i hjernen

  • naturvitenskap

Centre for Molecular Biology and Neuroscience (CMBN) - ett av tre Sentre for fremragende forskning tilknyttet Universitetet i Oslo - får i september et 14 dagers besøk av nobelprisvinneren i kjemi 2003, Peter Agre.

Agre jobber til daglig ved amerikanske Johns Hopkins University. Han vil samtidig holde foredrag om forskningen sin under Lab 04 utstillingen på Norges Varemesse. Den celebre gjestens opphold finansieres av Norges forskningsråd.

Molekyler

Peter Agre fikk fjorårets Nobelpris i kjemi for oppdagelsen av såkalte vannkanaler i cellemembranen. - Vannkanaler betyr i denne sammenheng en type molekyler som Agre første gang oppdaget i røde blodlegemer for over ti år siden, sier professor Ole Petter Ottersen. Han leder gruppen ved CMBN som er i ferd med å revolusjonere det rådende synet på hjernen som organ.

Agres forskning har vakt oppsikt, og flere forskere mener at oppdagelsen av vannkanaler i cellemembranen, har ført til et paradigmeskifte innen cellebiologien. Det er også sjelden at Nobelprisen går til en forsker etter bare 11 års virksomhet slik som i Agres tilfelle.

Tok kontakt

- Det var en sensasjon da Peter Agre i 1992 kunne påvise at det finnes proteiner med en spesiell evne til å transportere vann, sier Ottersen. Oslo-forskerne tok umiddelbart kontakt da Agere i en artikkel i 1994 antydet at vannkanaler også kunne ha relevans for hjerneforskningen. Siden den gang har det vært tette bånd mellom amerikaneren med besteforeldre fra Østerdalen og CMBN.

En av de vanligste dødsårsaker i forbindelse med for eksempel trafikkulykker, er at deler av hjernen svulmer opp på grunn av økt vanninnhold. Dette gir så høyt trykk i kraniet at pasienten til slutt kan dø av det.

- Vi har så langt ingen god behandling for dette. Gjennom samarbeidet med Agre har vi allerede i noen tid prøvd å finne ut av de molekylære mekanismer som ligger til grunn for utvikling av slikt hjerneødem. Vi har så langt funnet frem til en forklaring på hvorfor hjerneødem oppstår på et molekylært nivå, sier Ottersen.

Han presiserer samtidig tidsaspektet ved slik forskning: - Det tar fra ti til femten år å utvikle nye medikamenter innen medisinen. Det vi så langt har gjort, er å identifisere vannkanaler som mulige utgangspunkt for utvikling av ny terapi. Selv om vi fortsatt befinner oss på det basale forskningsstadiet, er målet helt klart på sikt å kunne utvikle medikamenter som påvirker vanntransporten gjennom disse vannkanalene.

Overalt i kroppen

Etter at vannkanaler ble oppdaget i røde blodlegemer, fant man dem også i nyrene. De er årsaken til at vi kan konsentrere urinen. Ved hjelp av et sinnrikt system bidrar vannkanalene til at vann trekkes ut av urinen. Uten vannkanalene måtte vi ha flydd på do hele tiden, sier Ottersen.

På samme måte spiller disse vannkanalene også en rolle når vi skiller ut svette, tårer og ved sekresjon i forbindelse med fordøyelsesapparatet. I det hele tatt er vannkanaler involvert alle steder i kroppen der det skjer en rask transport av vann, både inn og ut.

Akvaporiner

Allerede på midten av 1800-tallet forsto en at det måtte være noen åpninger i cellemembranen som slapp gjennom vann og salter. Rundt 1955 ble det oppdaget at vann kan transporteres raskt inn og ut av cellene gjennom åpninger som bare slipper gjennom vannmolekyler.

Fenomenet ble studert de neste 30 årene, og en kom fram til at det måtte finnes et selektivt filter som hindrer ioner i å passere gjennom membranen mens vannmolekylene som er uten ladning, flyter fritt. Vi snakker om millioner av vannmolekyler per sekund gjennom en eneste kanal!

Det skulle altså gå flere år før Peter Agre i 1992 klarte å finne ut av hvordan maskineriet fungerte, det vil si identifisere hvilket eller hvilke membranproteiner som dannet selve kanalen. Proteinet Agre oppdaget, fikk navnet akvaporin, "vannpore". Senere har det som nevnt vist seg at det dreier seg om en familie av akvaporiner.