ALS-patienter har sjukdomsförändringar i de hjärnceller som tillverkar ämnen som reglerar ämnesomsättning och sömn. Det visar en grupp forskare i Lund och Australien. Fynden ger ökad kunskap om sjukdomens bakomliggande orsaker och kan förhoppningsvis på sikt bidra till nya behandlingar.

Vanliga symtom vid ALS, amyotrofisk lateral skleros, är en smygande muskelsvaghet som sprider sig till olika delar av kroppen och till slut leder till förlamning. Forskare har länge misstänkt att bland annat förändringar i kroppens ämnesomsättning påverkar utvecklingen av den obotliga och dödliga neurologiska sjukdomen.

Åsa Petersén är professor i neurovetenskap vid Lunds universitet och överläkare i psykiatri. Hon ville undersöka hur ämnesomsättning förhåller sig till ALS och är ansvarig för den nya studien som publicerats i Neuropathology and Applied Neurobiology.

– Det finns en tydlig koppling mellan ämnesomsättning och ALS även om de underliggande mekanismerna inte är kända. En riskfaktor för att insjukna i ALS är smal kroppsbyggnad medan ett högt BMI skyddar. Tidigare studier har visat att ökad ämnesomsättning är kopplad till ett snabbare förlopp av ALS-sjukdomen. Man har också uppmärksammat att förutom muskelsvaghet och förändrad ämnesomsättning så kan drabbade individer också få påverkad sömn och sämre känsloreglering, säger Åsa Petersén.

Samarbete med Australien

Ämnesomsättning, sömn och känsloreglering styrs av hjärnans hormoncentral hypotalamus. Peterséns forskningsgrupp har ett mångårigt framgångsrikt samarbete med Medicinska fakultetens nya hedersdoktor professor Glenda Halliday, University of Sydney. Halliday är en internationellt ledande auktoritet inom neurodegenerativa sjukdomar. I redan publicerade studier har detta samarbete visat på sjukdomsförändringar i hypotalamus vid just frontallobsdemens och en annan neurodegenerativ sjukdom, Huntingtons sjukdom.

Sanaz Gabery, postdoktor och blivande läkare, har utfört analyserna av hjärnvävnad från ALS-patienter som ledde forskarna till den nya hypotesen om hypotalamus roll vid ALS.

– Vår hypotes var att hypotalamus är påverkat också vid ALS och att specifika nervcellsgrupper som just styr ämnesomsättning, sömn och känsloreglering är skadade.

Studierna gjordes i Peterséns laboratorium i Lund på hjärnvävnad från avlidna ALS-patienter i Sydney samt på frisk kontrollvävnad. Studierna utgår ett mycket systematiskt insamlat kliniskt material från den forskningsmiljö och de hjärnbanker i Australien som professor Glenda Halliday byggt upp under många år. En av förstaförfattarna, neurologen Dr. Rebekah Ahmed, har samlat in kliniska data från dessa individer på den ALS-klinik i Sydney där hon arbetar.

Hypotalmus mindre hos ALS-patienter

– Våra resultat visar att hypotalamus är mindre hos patienter med ALS och att nervcellsgrupper som tillverkar ämnen som reglerar ämnesomsättning, sömn och känslor är skadade. Dessa ämnen är orexin och oxytocin. Just dessa nervceller är också påverkade av ansamlingar av ett sjukdomsassocierat protein som kallas TDP-43, säger Sanaz Gabery.

Antalet nervceller som tillverkar ämnena orexin och oxytocin är mindre i hjärnvävnad från ALS-patienter jämfört med kontrollgrupper. Dessa ämnen reglerar ämnesomsättning, sömn och känslor från hjärnans hormoncentral hypotalamus, och kan vara delaktiga i sjukdomsförloppet vid ALS. Bild: Sanaz Gabery

Forskning har visat att ALS ingår i ett spektrum av sjukdomar där också frontallobsdemens ingår och att en gemensamma nämnare är hur nervceller blir angripna av proteinet TDP-43 (Tar DNA-Binding protein 43). Det är ett protein som har viktiga funktioner i i nervceller så som reglerar av vilka gener som uttrycks och hur ämnen transporteras inne i cellerna. Det är ännu inte fullständigt klarlagt på vilket sätt TDP-43 orsakar dessa neurodegenerativa sjukdomar.

I ett annat internationellt samarbete har Åsa Petersén visat att hypotalamus är mindre på magnetkamerabilder av ALS-patienter och individer som bär på specifika arvsanlag kopplade till sjukdomen.

– Våra nya resultat visar att det finns specifika förändringar i hypotalamus och att dessa kan ha en koppling till påverkad ämnesomsättning, sömn och förändrad känsloreglering vid ALS, säger Åsa Petersén.

Vill undersöka orsakssamband

Nästa steg för ALS-forskarna i Lund är att studera dessa förändringar både i ett större material och mer i detalj.

– Vi kommer att forska vidare på vilket sätt hypotalamus är påverkat vid ALS och undersöka om vi kan påvisa ett direkt orsakssamband mellan de specifika hypotalamusförändringarna och påverkad ämnesomsättning och eventuellt även nedsatt motorik vid ALS. Vi hoppas kunna identifiera nya angreppspunkter för framtida behandlingar för ALS.

Vetenskaplig artikel:

Loss of the metabolism and sleep regulating neuronal populations expressing orexin and oxytocin in the hypothalamus in amyotrophic lateral sclerosis. Neuropathology and Applied Neurobiology, 21 mars 2021.