Att vuxna patienter med inflammatorisk tarmsjukdom (ulcerös kolit eller Crohns sjukdom) har ökad risk för psykisk ohälsa är tidigare känt. Nu visar en ny studie att även barn med inflammatorisk tarmsjukdom löper en ökad risk för psykiska problem.
Mer än 6 400 barn med inflammatorisk tarmsjukdom, födda mellan 1973 och 2013, ingick i studien. Med hjälp av befolkningsregister jämförde forskarna risken för psykisk ohälsa senare i livet med både friska barn ur den allmänna befolkningen och med patienternas egna syskon. Syskonjämförelser gör det möjligt att ta hänsyn till en mängd så kallade störfaktorer, som socioekonomi, livsstil och arv, faktorer som man vet kan påverka risken för psykisk ohälsa hos barn.
Vanligare med ADHD och autism
Under en genomsnittlig uppföljningstid om 9 år fick cirka 17 procent av barnen med IBD en psykiatrisk diagnos jämfört med nästan 12 procent av de friska barnen och cirka 10 procent av syskonen. Det innebär att barn med IBD löpte en 1.6 gånger ökad risk att drabbas psykisk ohälsa jämfört med svenska barn i allmänhet. På samma sätt sågs en ökad risk jämfört med barnens syskon.
Risken var förhöjd för en rad psykiatriska diagnoser som exempelvis depression, ångestsyndrom, ätstörningar, personlighetsstörningar, ADHD samt autismspektrumtillstånd. I vuxen ålder sågs även en ökad risk för självmordsförsök.
– Studien visar att barn med inflammatorisk tarmsjukdom och deras föräldrar är i behov av psykologiskt stöd och längre uppföljning. Särskild hjälp skulle kunna erbjudas barn som insjuknat i tidig ålder och barn till föräldrar med egen psykisk ohälsa, säger Agnieszka Butwicka, forskare vid institutionen för medicinsk epidemiologi och biostatistik, Karolinska Institutet.
Störst risk första året med IBD
Högst var risken att få psykiska besvär under det första året med inflammatorisk tarmsjukdom. Barn diagnostiserade med inflammatorisk tarmsjukdom före 6 års ålder samt barn till föräldrar med egen psykisk ohälsa löpte också extra hög risk.
Studien är en observationsstudie som inte säkert kan slå fast orsakssamband. Men enligt forskarna talar resultaten för att det är tarmsjukdomen som bidrar till de psykiska besvären.
– Eftersom risken är förhöjd även jämfört med de egna syskonen är det troligen sjukdomen som påverkar den psykiska hälsan, snarare än andra faktorer som socioekonomi, livsstil eller genetik i familjen, säger Jonas F. Ludvigsson, professor vid institutionen för medicinsk epidemiologi och biostatistik, Karolinska Institutet.
Agnieszka Butwicka, forskarassistent, överläkare, Institutionen för medicinsk epidemiologi och biostatistik, Karolinska Institutet. BUP Danderyd, Barn- och ungdomspsykiatri i Stockholms läns landsting, agnieszka.butwicka@ki.se
Jonas F. Ludvigsson, professor, överläkare vid Institutionen för medicinsk epidemiologi och biostatistik, Karolinska Institutet. Barnkliniken, Universitetssjukhuset Örebro jonas.ludvigsson@ki.se
En gång i tiden fick alla barn som började skolan samma läsebok och något av det första de fick lära sig läsa var ”far är rar” och ”mor ror”. Idag används många olika utbildningsmaterial i klassrummen. Till exempel metoder som betonar textens innehåll och där eleverna får gissa och använda bilder för att förstå innehållet.
Men det är metoder som saknar vetenskapligt bevisad effekt. Den enda metod som har stöd i forskningen är läsinlärning som bygger på att eleverna lär sig koppla en bokstavs utseende eller en bokstavskombination till dess ljud. Nästa steg är att sammanfoga ljuden till ord. Ett mödosamt arbete men när det är avklarat, är läskoden knäckt. Metoden har olika namn den kan kallas syntetisk läsning, ljudmetoden eller phonics som är det engelska namnet.
Dåligt betyg för helhetsmetoden
– Det finns mycket forskning som visar att barn som lär sig läsa med hjälp av ljudning lär sig snabbare än barn som lär sig med hela ord, säger Anna Eva Hallin som forskar om språk-, läs- och skrivsvårigheter hos skolbarn vid Enheten för logopedi på Karolinska Institutet.
Det visar också en stor kunskapsöversikt som gjordes av Vetenskapsrådet 2015, som bygger på 70 metaanalyser av studier om läs- och skrivundervisning för elever mellan sex och 12 år. Metastudierna inkluderar i sin tur cirka 4000 forskningsstudier.
(En metaanalys är en studie av vetenskapliga publikationer, med syfte att dra slutsatser om den samlade vetenskapliga litteraturens gemensamma slutsats, alltså en studie av studier).
En av slutsatserna där är att helhetsmetoden, som utgår från att eleverna lär sig läsa genom att de möter språket som en helhet, har svag effekt på läsinlärningen. Den kan vara användbar för äldre elever men absolut inte för elever som håller på att lära sig läsa.
Ljudning förebygger dyslexi
I början av läsutvecklingen är det viktigast för eleverna att lära sig att koppla ihop hur bokstäverna låter med hur de ser ut, det som också kallas avkodningsförmåga
Systematisk undervisning om bokstav-ljud-kopplingar har större positiv effekt på barns läsutveckling än osystematisk undervisning. Undervisningen ger bäst resultat om den ges i förskoleklass eller i årskurs ett
Systematisk undervisning om kopplingen mellan bokstav och ljud kan förhindra läs och skrivsvårigheter. Den kan också hjälpa äldre elever som har svårt att läsa.
Unga elever med risk för läs- och skrivsvårigheter bör till att börja med öva upp förmågan att urskilja olika ljud i språket – så kallad fonologisk medvetenhet – och därefter systematiskt lära sig kopplingen mellan bokstävernas utseende och deras ljud
Stimulering av fonologisk medvetenhet har särskilt stor betydelse för barn som har förhöjd risk att få svårigheter med läsinlärning
Den så kallade helhetsmetoden som utgår från att eleverna lär sig läsa genom att de möter språket som en helhet, har svag effekt på läsinlärningen. Kunskapsöversikten konstaterar att metoden kan vara användbar för äldre elever men absolut inte för elever som håller på att lära sig läsa.
Det finns alltså ett ganska gediget stöd i forskningen för att systematisk undervisning i hur en bokstav ser ut och hur den låter kan förhindra läs- och skrivsvårigheter.
Börjar med ljuden i solarm
– Sedan mitten av 80-talet har evidensen varit solid för att läs och skrivsvårigheter kan förebyggas med rätt träning. Först ska barnen utveckla fonemisk medvetenhet, det vill säga förstå att ord består av enskilda ljud. Därefter ska de lära sig att koppla ihop dessa språkljud med bokstäver för att sedan kunna ljuda, säger Anna Eva Hallin.
Men det räcker inte att barnen lär sig ljuda bokstäverna. Ord och bokstäver ska läras ut strukturerat och systematiskt och språkliga knepigheter som sj-ljud och dubbeltecknade konsonanter introduceras allt eftersom läsförmågan förbättras.
– Ofta börjar man med ljuden som ingår i ordet solarm. Det är ljud som går att hålla ut och som är vanliga på svenskan. Sedan bygger man på med fler bokstäver, säger Anna Eva Hallin.
Alla som läser ljudar
En vanlig missuppfattning är att det blir mekaniskt och tråkigt men det flesta läsinlärningsmaterial som bygger på ljudmetoden utgår från korta texter där ljuden successivt introduceras för eleverna, påpekar Anna Eva Hallin.
En annan felaktig föreställning är att bara svaga läsare ljudar. Alla ljudar när vi läser, men när vi knäckt läskoden sker ljudningen utan att vi märker den.
– När vi möter ett främmande ord kommer vi att ljuda oss fram för att förstå hur ordet ska uttalas, men den ljudningen är automatiserad så vi tänker sällan på det säger Anna Eva Hallin.
Särskilt viktig är undervisning i hur man ljudar för barn med läs – och skrivsvårigheter/dyslexi. Det finns belagt i flera stora studier bland annat i en litteraturöversikt från Statens beredning för medicinsk utvärdering (SBU) från 2014, Dyslexi hos barn och ungdomar – tester och insatser.
– Det jag tycker är viktigast att konstatera är att det finns ganska få randomiserade studier om läs och skrivsvårigheter/dyslexi, säger Stefan Samuelsson, professor i specialpedagogik vid Linköpings universitet som ledde arbetet med forskningsöversikten.
– Men går man igenom den forskning som finns och som håller de stränga krav som SBU ställde upp, går det att konstatera att den enda metoden för tidiga läs- och skrivsvårigheter som har vetenskapligt stöd är phonics.
Intensiv träning varje dag
För elever i läs och skrivsvårigheter/dyslexi ska insatser sättas in så fort det konstaterats att eleverna behöver hjälp. Det går att upptäcka redan i första klass, menar Stefan Samuelsson och därför är höstterminen i tvåan en bra tidpunkt att börja. Eleverna ska träna kopplingen mellan bokstav och ljud men inte med nonsensord, utan det bästa är att utgå från riktiga ord som gradvis blir svårare. Så behöver eleverna träna intensivt.
– En variabel som verkar ha betydelse är att lästräningen för de här eleverna genomförs med en hög intensitet. Till exempel att ha en riktad specialpedagogisk insats varje dag fem dagar i veckan under 20 minuter till en halvtimme. Allra bäst är om man kan genomföra det med en lärare och en elev.
Redan efter tre månader kan en sådan träning ge goda resultat. Det pekar flera studier på.
Följer den alfabetiska principen
– Eleverna följdes upp omedelbart efter intentionen och då hade 80 procent nått en läsförmåga som motsvarar deras ålder. När eleverna testades igen efter ett år var 60 procent kvar på en läsnivå som stämde överens med åldern. Sedan är det väldigt få studier som har gjort uppföljningar ännu längre fram i tiden men antagligen sjunker andelen som är kvar på en normal läs- och skrivnivå. Det krävs kontinuerlig träning för att upprätthålla en god läsnivå om man har det här grundproblemet.
Vad är det då som gör att läsinlärning genom ljudning fungerar? Anna Eva Hallin menar att det beror på att den följer den alfabetiska principen.
– För att läsa en text måste man kunna läsa tio tusentals ord. Att lära in de orden en och en som en bild är väldigt ansträngande och belastande för arbetsminnet jämfört med att behärska 28 bokstäver. Inlärningen blir också mycket mer korrekt än om hela ordbilden tränas in, säger Anna Eva Hallin.
Tränar på orsaken till lässvårigheterna
Att den är effektiv för elever i läs och skrivsvårigheter/dyslexi beror helt enkelt på att eleverna tränar på det som är orsaken till deras svårigheter, menar Stefan Samuelsson.
– Problemen för de här eleverna beror på att de inte kan koppla ihop hur en bokstav ser ut med hur den låter. När de har lärt sig det, har de sedan svårt att göra det automatiskt. I phonics övar de just den saken. Jag tror inte att det är konstigare än så.
Men oavsett metod lär sig ungefär 80 procent av alla elever till sist att läsa och de allra flesta har alla möjligheter att bli goda läsare.
– Majoriteten elever kommer att knäcka koden även om de inte fått undervisning i ljudmetoden, även om det kan ta längre tid. Men med fel metod är det fler som inte kommer att knäcka läskoden och det är just här som forskningen blir viktig, säger Anna Eva Hallin.
Mor ror, far är rar
Hur var det då med den gamla läsundervisningen? Där eleverna plitade ”sol” och ”os” och stavade sig igenom ”mor ror”.
– Den var nog inte så dum. De jobbade mycket med koden och med den alfabetiska principen. På många sätt är det ett bra sätt att lära sig läsa, inte minst för de elever som löper risk att utveckla läs och skrivsvårigheter, säger Stefan Samuelsson.
Fonemisk medvetenhet hjälper vid dyslexi
2014 gav Statens beredning för medicinsk utvärdering ut en sammanställning av svensk och internationell forskning som utvärderar tester och insatser för barn och ungdomar med dyslexi. Där slås bland annat fast att om barn med dyslexi får öva kopplingen mellan språkljud och bokstäver på ett strukturerat sätt så förbättras deras läsförmåga, stavning, läsförståelse, läshastighet och förmågan att uppmärksamma språkets ljudmässiga uppbyggnad.
Det finns mycket starkt stöd för att specialpedagogiska insatser som är riktade mot fonemisk medvetenhet hjälper elever med läs – och skrivsvårigheter/dyslexi. Metoden har vetenskapligt beprövad effekt som har visats i många olika studier. Det säger Stefan Samuelsson, professor i specialpedagogik vid Linköpings universitet och ordförande för den forskargrupp som arbetade med rapporten.
En annan metod som är vanlig i skolan är helhetsmetoden där eleverna lär sig läsa genom att arbeta med hela texter och där orden finns i ett sammanhang. Men det är inte en metod som Stefan Samuelsson förordar.
Det saknas evidens för att helhetsmetoden skulle hjälpa elever i läs och skrivsvårigheter/dyslexi. Om de eleverna får arbeta med helhetsmetoden gör man dem en otjänst, säger Stefan Samuelsson.
Det är doktoranden Antonios Tsertsidis som tittat närmare på faktorer som påverkar inställningen till teknik hos människor som är äldre än 60 år.
– Fokus har legat på redan implementerad digital teknik som möjliggör att fler bor hemma längre. Några exempel är sensorer som känner av fall, elektroniska kalendrar och GPS-larm, säger han.
Det Antonios Tsertsidis har kommit fram till är att det finns 36 acceptansfaktorer som påverkar äldres inställning till tekniska hjälpmedel. Dessa är indelade i sex grupper och omfattar bland annat teknikproblem, positiva erfarenheter, social påverkan, teknikbehov och fördelar med teknik.
Falska alarm och systemfel oroade
– De äldre upplevde exempelvis ofta att den tekniken de testade var lätt att använda och de var inte oroliga över att teknikanvändningen påverkade deras integritet, säger Antonios Tsertsidis.
Å andra sidan var tekniska problem som falska larm och systemfel ett av de vanligaste bekymren äldre hade vid användning av teknik.
Studiens resultat visar också att äldres inställning förändrades efter att de har fått testa tekniken. Vissa farhågor ändrades till positiva erfarenheter när tekniska hjälpmedel väl var på plats.
Såg fördelar i vardagen
– De äldre inser att de tekniska lösningarna har många fördelar och kan påverkar deras liv på ett positivt sätt.
Antonios Tsertsidis konstaterar även att det i dag fortfarande finns få studier som rör acceptansfaktorer hos äldre efter att de har fått testa tekniken. Dessutom är majoriteten av dessa studier genomförda i Västeuropa och USA.
– En annan intressant sak är att många studier handlar om teknik som är under utveckling, men vi behöver mer forskning om färdigutvecklade produkter som redan finns på marknaden, säger han.
Äldre med demens och teknik
Antonios Tsertsidis är en av 16 doktorander inom Newbreed som är en del av Örebro universitets strategiska satsning på forskning om åldrande ur olika perspektiv – Successful ageing. I nästa steg är han intresserad av att undersöka hur resultaten från denna studie stämmer överens bland äldre med demens.
– Jag vill bidra med kunskap om hur ny teknik kan anpassas bättre till äldres behov och jag hoppas att både företag och forskare som utvecklar ny teknik ska använda sig av acceptansfaktorer som riktmärke, säger han och tillägger:
– Beslutsfattare inom hälso-och sjukvården och äldreomsorgen kan också ha nytta av studien för att kunna införa nya tekniska lösningar på ett framgångsrikt sätt.
Våra geners uttryck och beteende kan förändras, trots att vårt DNA är intakt. Det finns olika sätt det här kan ske på, exempelvis genom DNA-metylering, en kemisk process som stänger av gener och andra delar av vårt genom, till exempel transposoner – hoppande gener.
Mer än hälften av vårt genom består av transposoner, DNA-sekvenser som påminner om gamla, utdöda virus. Transposonerna är normalt sett nedtystade av en process som kallas DNA-metylering, under fosterutvecklingen, men om de aktiveras kan det leda till allvarliga sjukdomar.
Genom eller arvsmassa är inom genetiken beteckningen på en organisms samtliga gener, Genomet är ärftlig information kodad i organismens fullständiga DNA-sekvens.
DNA-metylering är en typ av kemisk modifiering av DNA som innebär att en metylgrupp adderas till en eller flera nukleotider i DNA-molekylen.
Transposoner kallas ibland för den mörka delen av vårt genom och består av rörliga DNA-sekvenser som kan åstadkomma genetiska förändringar, till exempel om de integreras i en gen.
DNA-metylering används som cancerterapi
– Men ibland störs DNA-metyleringen och studier har visat att detta har betydelse vid vissa cancertumörer och vid en del neuropsykiatriska sjukdomar. DNA-metylering används därför som terapi vid vissa cancertyper, exempelvis leukemi, men fortfarande saknar vi kunskap om varför det har effekt och vi vet inte heller varför det endast fungerar i vissa cancertyper, säger Johan Jakobsson, professor vid Lunds universitet som lett studien där även forskare från Max Planck Institute for Molecular Genetics och Karolinska institutet medverkat.
Man vet egentligen väldigt lite om vad transposoner har för roll i vårt DNA. En teori som forskarna i Lund har är att DNA-metylering tystar de delar av genomet som inte används, men det är först nu man kunnat studera vad som sker när man tar bort den här processen från mänskliga celler.
Hoppande gener
Kallas ibland för hoppande gener och består av rörliga DNA-sekvenser som kan fogas in i våra kromosomer och på så vis åstadkomma störningar. De är ofta nedtystade av DNA-metylering, en kemisk process som styr genernas funktion, men kan påverkas av exempelvis miljöfaktorer. Även om transposoner kan ställa till problem beroende på var de infogas, så kan de även medföra förändringar i vårt DNA som främjar de gener som kodar för våra proteiner.
Forskarna lyckades med hjälp av CRISPR/Cas9-tekniken, den så kallade gensaxen, stänga av DNA-metyleringen i mänskliga nervceller i laboratorium.
Överraskande aktivering i mänskliga celler
– Resultaten var mycket överraskande. Stänger man av DNA-metylering i celler från möss överlever de inte. Men när DNA-metyleringen stängdes av i de mänskliga nervstamcellerna, överlevde dessa och transposoner aktiverades. I sin tur påverkade transposonerna många gener som är viktiga i nervcellernas utveckling, säger Johan Jakobsson.
Johan Jakobsson menar att resultaten öppnar upp för en helt ny förståelse för hur en förlust av DNA-metylering påverkar vårt genom i olika sjukdomar, men poängterar också att studien är utförd på odlade celler i laboratorium. Nu vill forskarna gå vidare och se vad som sker om de stänger av metyleringen i cancerceller som påverkas av DNA-metylering, till exempel i glioblastom.
Johan Jakobsson, professor i molekylär neurogenetik vid Lunds universitet, johan.jakobsson@med.lu.se
Både arv och miljö anses spela roll för utvecklingen av typ 1-diabetes, en allvarlig autoimmun sjukdom som ofta uppkommer i barndomen eller tonåren och kräver livslång behandling med insulin. En förhöjd ärftlig risk är inte tillräcklig för att orsaka sjukdomen, utan miljöfaktorer spelar en avgörande roll för sjukdomsutvecklingen. Bakterierna i tarmen är en sådan miljöfaktor som intresserat forskare när det gäller autoimmuna sjukdomar, bland annat för att tarmfloran påverkar immunförsvarets mognad.
Den aktuella studien är baserad på ABIS-studien (All Babies in Southeast Sweden) vid Linköpings universitet, vars syfte är att öka kunskapen om varför barn får immunmedierade sjukdomar, främst typ 1-diabetes. Totalt ingår 17 000 barn som föddes i sydöstra Sverige under åren 1997–1999. Olika prover togs på barnen vid födelsen och under uppväxten.
Skillnader i tarmfloran
I den aktuella studien på 403 av dessa barn ville forskarna undersöka om det finns samband mellan ärftlig risk och sammansättningen av bakteriefloran i tarmen. Barnens ärftliga risk studerades med genetiska analyser, närmare bestämt genetisk variation i HLA-gener, som spelar en viktig roll för immunförsvarets funktion och är den största genetiska riskfaktorn kopplad till diabetes typ-1. Forskarna analyserade också bakteriefloran i avföringsprover som samlats in när dessa barn var ett år gamla. Det visade sig att det fanns skillnader i tarmflorans sammansättning mellan grupper med olika genetisk risk.
– Vissa bakteriestammar ser vi inte alls hos individer med hög risk, medan de finns hos individer med låg genetisk risk för att utveckla typ 1-diabetes. Det är mycket intressant, eftersom det skulle kunna innebära att dessa bakteriestammar har betydelsefulla positiva effekter och kanske en dag kan bli användbara i behandlingar för att förhindra uppkomsten av autoimmuna sjukdomar. Det kan också vara så att den höga genetiska risken leder till att dessa bakteriestammar inte förmår överleva i tarmen, säger Johnny Ludvigsson, senior professor vid institutionen för klinisk och experimentell medicin vid Linköpings universitet och överläkare vid H.K.H. Kronprinsessan Victorias barn- och ungdomssjukhus vid Universitetssjukhuset i Linköping.
Sambandet gäller även vid låg risk
Tidigare studier som har undersökt om tarmbakterier är kopplade till utvecklingen av typ 1-diabetes har bara studerat individer med hög ärftlig risk. Den aktuella studien är den första som undersökt ett eventuellt samband i en generell population där såväl låg, neutral och hög ärftlig risk finns representerade.
– ABIS-kohorten är utomordentligt värdefull och nödvändig för att kunna göra vissa studier av miljöfaktorers betydelse för uppkomsten av typ 1-diabetes. ABIS-kohorten är unik, den enda i världen där man följer en generell befolkning, vilket gör att vi kan studera hur genetiken påverkar miljöfaktorer, som tarmfloran, säger Johnny Ludvigsson.
Fortsatt forskning behövs för att ta reda på hur samspelet mellan ärftlig risk och bakteriefloran i tarmen ser ut vid typ 1-diabetes. Fynden kan också ha betydelse för andra autoimmuna sjukdomar där HLA-genvariation är en viktig genetisk riskfaktor, som celiaki och reumatoid artrit.
Johnny Ludvigsson, senior professor vid institutionen för klinisk och experimentell medicin, Linköpings universitet, johnny.ludvigsson@liu.se
Tidigare internationella studier har visat att dagvattendammar kan ha en hög biologisk mångfald och nu ville forskare vid Uppsala universitet undersöka om det stämmer också i Sverige.
I Sverige finns hundratals dagvattendammar i våra samhällen och längs de större vägarna, men hittills har studierna fokuserat helt på dammar längs motorvägar. I den nya studien har forskarna undersökt samtliga 18 dagvattendammar i Uppsalas stadsmiljö.
– Det är både viktigt och intressant att miljöer som i första hand är anlagda för ett annat ändamål, också kan bidra till en ökad biologisk mångfald säger Frank Johansson, professor vid institutionen för ekologi och genetik vid Uppsala universitet.
Fokuserade på trollsländor
Dagvattendammar är anlagda för att kontrollera flödestoppar och för att förbättra dagvattnets kvalitet innan det släpps ut i sjöar och vattendrag. Dagvatten är regn- och smältvatten från gator, parkeringsplatser och andra hårdytor i bebyggd miljö och längs våra större vägar.
För att kunna mäta och få en uppfattning om den biologiska mångfalden har forskarna koncentrerat sig på trollsländor. Trollsländors biologiska mångfald är ofta korrelerad med övrig biologisk mångfald av vattenorganismer och kan därför sägas representera den total biologiska mångfalden i dammarna. Totalt i Sverige finns ett sextiotal olika arter av trollsländor, varav 51 finns regelbundet i Uppland.
Tidig mosaiktrollslända (Brachytron pratense). Foto: Frank Johansson
I studien hittades sammanlagt 31 olika trollsländearter i dammarna, vilket alltså motsvarar 61 procent av arterna i Uppland.
– Dammar av den här typen som är anlagda av människan kan därför bidra till att höja den biologiska mångfalden i allmänhet och särskilt i stadsmiljö. Det är jätteviktigt nu när urbaniseringen är snabbare än någonsin. Ett flertal studier har faktiskt visat att vissa arter trivs utmärkt i stadsmiljöer om vi skapar tillräckligt med gröna ytor i staden, säger Frank Johansson.
Dammar kan öka biologisk mångfald i stan
Resultat av undersökningen visar också att dammstorlek och mängden växtlighet i dammarna är viktiga faktorer som påverkar den biologiska mångfalden. Lagom mycket växter resulterade i högre biologisk mångfald. Att växtlighet och miljöns storlek påverkar den biologiska mångfalden är välkänt, med det är första gången som det kan visas för dagvattendammar i stadsmiljö.
Dagvattendamm, Uppsala. Foto: Paul Coiffard
– Eftersom det största hotet mot den biologiska mångfalden är habitatförstörelse, det vill säga att livsmiljön för djur och växter försvinner, är det viktigt att kunna återskapa miljöer. En typ av nya miljöer är dagvattendammar, och med rätt design på dessa dammar kan de bidra till att öka den biologiska mångfalden av vattenorganismer i stadsmiljö, säger Frank Johansson.
Frank Johansson, professor vid institutionen för ekologi och genetik vid Uppsala universitet, frank.johansson@ebc.uu.se
Pappersfiltret har visat en utmärkt kapacitet för borttagning av virus och bakterier både i labbet och i verkliga tester. Forskarna tror att med vidareutveckling kan pappersfiltret som produceras från Pithophora-alger (eller ”Shewla”[শেওলা]), bli ett prisvärt och effektivt botemedel för att förhindra många potentiellt dödliga vattenburna infektioner.
– Pithophora-alger har tidigare i stort sett förbisetts som en värdefull råvara. Det är med stor tillfredsställelse att vi nu kan dokumentera utmärkta resultat av patogenborttagning för både vattenburna bakterier och virus med effektivitet över 99,999 procent. Det kan rena även de minsta viruspartiklarna på 27-28 nanometer, säger Albert Mihranyan, professor i nanoteknologi vid Uppsala universitet, som leder studien.
Algfilter. En lokalt växande och tidigare outnyttjad grön makroalgart kan användas för att extrahera cellulosananofibrer, som sedan kan formas till pappersark med skräddarsydd porstorlek för vattenbehandling. Foto: Uppsala universitet
Växande befolkning i Bangladesh
Bangladesh är ett land med en befolkning på över 168 miljoner människor, vilket är större än Rysslands (144,5 miljoner). År 2050 beräknas befolkningen i Bangladesh nå 200–225 miljoner människor. I delar av de största städerna i Bangladesh, som Dhaka och Chittagong, är befolkningstätheten så hög som 205 000 invånare/km2, vilket är nästan 58 gånger högre än i Stockholm och nästan 20 gånger högre än i New York.
År 2018 levde cirka 15 miljoner människor under den extrema fattigdomsgränsen på 1,90 US Dollar (18 SEK) per dag. Extremt hög befolkningstäthet, dålig hygien och brist på rent vatten ökar risken för spridning av vattenburna infektioner. Städerna Dhaka och Chittagong är de enda städerna med omfattande rörledningar och avloppssystem, men även där är vattnet tillgängligt högst några timmar per dag och kan fortfarande vara förorenat med smittsamma patogener på grund av läckage i rörledningar. Med Dhakas befolkning, som växer med över 300 000 personer per år, är tillgången till rent vatten avgörande för ett hållbart liv.
Filtrering tar bort vattenburna patogener
För att förhindra spridning av vattenburna infektioner behövs överkomliga vattenreningsstrategier som kan vara effektiva mot alla typer av vattenburna patogener. Kokning, pastörisering i solljus eller kemisk desinfektion är några av de metoder som för närvarande används. Ett utmärkt sätt att rena vatten för att fysiskt ta bort alla typer av patogener är filtrering. Därför är det stor efterfrågan på nya typer av prisvärda filter för användning som kan ta bort alla typer av patogena bakterier, sporer och virus. Tack vare de gemensamma insatserna från det svenska och bangladeshiska teamet har en ny källa för lokalt växande råmaterial upptäckts som kan användas för tillverkning av pappersfilter för vattenreningsapplikationer.
– Tillgång till rent vatten kommer att bidra starkt till förbättrad hälsa och därmed minska fattigdomen. Vi är optimistiska och tror att genom framtida utveckling av anordningar kommer filterpapper som produceras från de lokalt växande algerna att vara användbara för att förhindra potentiellt livsfarliga sjukdomar och förbättra livskvaliteten för miljontals människor, säger Khondkar Siddique-e-Rabbani, hedersprofessor vid University of Dhaka och projektkoordinator i Bangladesh.
– Proteinet SOD1 finns i normala fall i alla celler i kroppen, men barnet har nästan enbart symtom från motoriska nervsystemet och särskilt från de delar som finns i hjärnbarken. Detta skulle kunna betyda att motoriska nervsystemet är mer känsligt än övriga nervsystemet och mycket mer känsligt än andra organsystem, säger professor och överläkare Peter M Andersen vid Umeå universitet och Norrlands universitetssjukhus, och en av forskarna bakom studien.
Amyotrofisk lateral skleros, ALS, är en gemensam beteckning för en grupp sjukdomar där nervceller i hjärnan, hjärnstammen och ryggmärgen som styr kroppens skelettmuskler dör. I Sverige drabbas årligen 200 personer av ALS.
Ofullständigt SOD1-protein
Barnet, en flicka som i dag är 2 år och 9 månader, är världens yngsta patient med ALS-liknande symptom. Forskarna i Umeå har hittat orsaken till hennes sjukdom, ett ofullständigt SOD1-protein, en av alla levande organismers viktigaste antioxidanter. Eftersom barnets fosterutveckling, förlossning och första sex månader i livet var normala, kan detta ge stöd för teorin att det även kan finnas andra mekanismer som kan ta hand om fria radikaler.
– En alternativ förklaring är att det är en åldersfråga. Kanske måste det motoriska nervsystemet ha en viss mognadsnivå för att bli känsligt för skador från ett felaktigt SOD1-protein, säger Peter M Andersen.
Internationellt samarbete
Vid Umeå universitet pågår sedan 1992 forskning om ALS. Målet är att genom nya kunskaper om mekanismerna bakom sjukdomen utveckla behandling av ALS. Det är i synnerhet molekylärbiologiska och genetiska aspekter av sjukdomen och mutationer i SOD1och andra gener som studeras. Förhoppningen är att man genom att identifiera likheter och skillnader mellan olika typer ALS-sjukdomar och andra hjärnsjukdomar får ny kunskap som kan användas till utveckling av mer effektiva läkemedel och så småningom till förebyggande åtgärder.
I många år har samarbete pågått med forskargrupper i bland annat Tyskland och ett stort antal blodprov har insamlats och studerats vid Umeå universitet. 2018 kontaktades forskarna i Umeå av barnkliniken på universitetssjukhuset i Eppendorf-Hamburg som försökte hitta orsaken till det då sex månader gamla barnets sjukdom.
– Fallet illustrerar betydelsen av internationellt samarbete, säger Peter M Andersen. Fallet visar också att ibland kan prov från en enskild patient leda till ny kunskap av betydelse för många.
Vetenskaplig artikel:
Phenotype in an infant with SOD1 homozygous truncating mutation, Peter M. Andersen, Ulrika Nordström, Konstantinos Tsiakas, Jessika Johannsen, Alexander E. Volk, Tatjana Bierhals, Per Zetterström, Stefan L. Marklund, Maja Hempel, René Santer. New England Journal of Medicine, 2019
Kontakt:
Peter M Andersen, professor och Wallenberg Clinical Scholar, Institutionen för klinisk vetenskap, Umeå universitet, överläkare, neurologiska kliniken, Neuro-, huvud-, och halscentrum Västerbotten, Norrlands universitetssjukhus, peter.andersen@umu.se och ALSforskning@umu.se
Nyligen deltog hon och tre kollegor i sociologi på två musikfestivaler i England. Men inte som vilka deltagare som helst. På plats intervjuade de 60 festivaldeltagare lät 250 personer svara på enkäter.
– Alla som varit på en festival vet att det hör till att vara lite småskitig i några dagar. Men våra resultat visar något djupare, nämligen hur fort deltagare anpassade sig efter den nya normen, även de som inte var en del av den från början.
I intervjuarna framkom att många packade ner tvål, schampo och handdukar som sedan blev liggande ouppackade. Personerna hade alltså en förväntan att duscha och tvätta sig när de kom till festivalen men accepterade sedan snabbt att inte göra det – även om det fanns möjligheter att tvätta sig.
Vattenförbrukningen måste minska
Enligt Tullia Jack tenderar beslutsfattare att betrakta vatten- och energiförbrukning som ett fast konsumtionsmål per capita. Men till följd av klimatförändringen måste den totala vattenförbrukningen minska. I vissa länder är läget akut, såsom i Indien, men även i delar av Sverige börjar vattenbristen bli kännbar.
– Vår studie, tillsammans med ett ökande antal andra vetenskapliga artiklar, avslöjar att det finns en ganska stor anpassningsbarhet i renlighetspraxisen. Människor kan ställa om till att duscha, tvätta och diska mindre. Renlighetskonventioner är socialt betingande och därmed flexibla. Här finns en stor potential, säger hon.
I Sverige förbrukar vi i genomsnitt 180 liter per person och dag, men i många andra länder är förbrukningen mycket lägre.
– På 1950-talet var konsumtionen betydligt lägre. Jag tror vi kan hitta tillbaka till ett annat beteende och fortfarande vara hygieniska. ”Lort-Sverige” är så klart inget alternativ.
Resultaten av intervjuerna har sammanställts och publicerats i den vetenskapliga tidskriften Geoforum.
Resultaten som publiceras i tidskriften Nature Communications förklarar något som länge varit en gåta för forskarna.
Den hormonfrisättande delen av bukspottkörteln, de Langerhanska öarna, har en unik arkitektur vilken medger en funktionell interaktion mellan olika celltyper. Hormonet somatostatin frisätts från deltacellen och fungerar som en effektiv hämmare av insulinfrisättande betaceller och glukagonfrisättande alfaceller. Deltacellen kan därigenom indirekt påverka blodsockerregleringen under normala betingelser och vid sjukdom.
– Det har länge varit ett mysterium hur deltacellerna så effektivt kan reglera funktionen hos alfacellerna och betacellerna trots att dessa celler endast utgör en minoritet av öcellerna, säger professor Per-Olof Berggren vid Rolf Luft Forskningscentrum för Diabetes och Endokrinologi, Karolinska Institutet och gästprofessor vid Lee Kong Chian School of Medicine i Singapore.
Långsmala deltaceller
De flesta deltaceller är långsmala och har definierade utskott. Genom att använda specifika experimentella tekniker som optogenetik och kalciummätningar med hög hastighet har Per-Olof Berggren och hans kolleger visat att de aktuella utskotten utgör dynamiska strukturer som innehåller hela det sekretoriska maskineriet som gör att somatostatin kan frisättas och effektivt nå alla de hormonfrisättande cellerna i den Langerhanska ön. Utskottens dynamik regleras genom IGF-1 och VEGF-A-medierad signalering.
Vid pre-diabetes förändras deltacellens form vilket utgör en kompensatorisk förändring för att kunna vidmakthålla en effektiv reglering av betacellen. De nu publicerade resultaten visar enligt forskarna hur deltacellen kan fungera som en effektiv modulerare av insulin- och glukagonfrisättningen från den Langerhanska ön.
– Detta är en banbrytande upptäckt som förklarar hur den viktiga strukturen och funktionen hos deltacellerna i relation till de andra hormonfrisättande cellerna i ön möjliggör en effektiv reglering av blodsockerkoncentrationen, säger Per-Olof Berggren.
Vetenskaplig artikel:
Structural basis for delta cell paracrine regulation in pancreatic islets. Rafael Arrojo e Drigo, Stefan Jacob, Concha F. García-Prieto, Xiaofeng Zheng, Masahiro Fukuda, Hoa Tran Thi Nhu, Olga Stelmashenko, Flavia Letícia Martins Peçanha, Rayner Rodriguez-Diaz, Eric Bushong, Thomas Deerinck, Sebastien Phan, Yusuf Ali, Ingo Leibiger, Minni Chua, Thomas Boudier, Sang-Ho Song, Martin Graf, George J. Augustine, Mark H. Ellisman, Per-Olof Berggren, Nature Communications.
Kontakt:
Per-Olof Berggren, professor i experimentell endokrinologi, Institutionen för molekylär medicin och kirurgi, Karolinska Institutet, per-olof.berggren@ki.se
Irene Perini har tidigare studerat vad som händer i tonåringars hjärnor när de använder sociala medier. Hon fann, med hjälp av bilder tagna i magnetkamera, att en förväntan på bekräftelse sätter igång processer i hjärnan. Framför allt aktiveras de delar av hjärnan som riktar vår uppmärksamhet mot det som är mest relevant för oss, kallat salience network.
– När vi lägger ut en bild eller ett inlägg på sociala medier så registrerar hjärnan en förväntan att bli bedömd, att få bekräftelse, som något viktigt för oss, förklarar Irene Perini.
För att fördjupa forskningen har hon nu jämfört en grupp friska tonåringar, 27 personer, med lika många tjejer med självskadebeteende – vilket betyder att de skär sig i armarna eller orsakar sig själva andra fysiska skador, utan att syftet är självmord. Projektet är ett samarbete med bland andra Maria Zetterqvist, klinisk psykolog och forskare vid CSAN, som arbetar med ungdomar med självskadebeteende.
Känslan av att inte duga
– Vi vet att goda sociala interaktioner är särskilt viktiga under tonåren och vi vet också att det finns en koppling mellan social stress och självskadebeteende hos ungdomar. Känslan att inte duga, få kritik och känna sig avvisad i sociala sammanhang ligger ofta bakom självskadebeteenden, berättar Irene Perini.
För testet har hon använt ett online-spel som efterliknar den interaktion ungdomar har med varandra i sociala medier. I spelet får de ta ställning till om de gillar sina medspelare och de blir också själva bedömda. Hur de än interagerar får de i spelet exakt lika många tummen upp som tummen ner.
När det gällde aktiveringen av relevans-nätverket, the salience network, visade försöken ingen skillnad mellan de två grupperna. Men i samband med testet fick de också svara på ett antal frågor: Hur ofta fick du tummen ner? Hur kändes det? Gillade du personen du spelade med? Gillar du ditt eget ansikte (din selfie)? Här blev skillnaderna signifikanta.
Påverkades starkare av negativ feedback
De tjejer som har ett självskadebeteende tror att de fått tummen ner betydligt fler gånger än de fått och den negativa feedbacken påverkar dem också starkare än kontrollgruppen. De gillar i lägre grad sin motspelare och de gillar inte heller sin egen bild i samma utsträckning som kontrollgruppen, visar forskningen.
– Även den friska kontrollgruppen påverkas av negativ feedback på sociala medier, men för tjejer med självskadebeteende är den påverkan ännu starkare, säger Irene Perini.
Genom fördjupade analyser av bilderna från magnetkameran (fMRI) har hon också visat att hos gruppen med självskadebeteende aktiveras även en annan del av hjärnan vid förväntan, den del som brukar kopplas till känslor och reflektion.
– Men som med all forskning som grundar sig på bilder tagna i magnetkamera måste vi vara försiktiga med långtgående tolkningar, speciellt innan resultaten kan upprepas i andra studier, säger hon.
Övertolkar det negativa
Men hon hoppas samtidigt att resultatet av hennes och kollegornas arbete ska hjälpa terapeuter att komma framåt när de nu vet att det finns ett negativt bias – att patienterna tolkar situationen värre än den är.
Bör de rekommendera en viss försiktighet med sociala medier?
– Det vore nog bra att föräldrar och terapeuter informerar ungdomarna om att de har en större känslighet och att de övertolkar det negativa, svarar Irene Perini.
Smärta orsakar lidande och leder till stora kostnader för samhället. Nästan var femte person har pågående smärta och det finns ett stort behov av att hitta nya smärtstillande läkemedel. Men smärtkänslighet är också nödvändigt för överlevnad och har en skyddande funktion. Det leder till reflexreaktioner som förhindrar vävnadsskada, som exempelvis när man drar undan handen då man känner ett stick från ett vasst föremål eller bränner sig.
Kan ge förklaringar till kronisk smärta
I studien från Karolinska institutet beskrivs hur det nya smärtkänsliga organet ser ut, hur det är organiserat tillsammans med smärtkänsliga nerver i huden och hur aktivering av organet leder till elektriska impulser i nervsystemet som leder till reflexreaktioner och smärtupplevelse. Cellerna som bildar organet är mycket känsliga för mekanisk retning, vilket förklarar hur de kan detektera stick och slag. I experiment har forskarna också stängt av organet och såg då att möjligheten att känna av mekanisk smärta minskade.
– Vår studie visar att smärtkänslighet inte bara uppstår i hudens nervtrådar, utan också från cellerna i detta nyupptäckta smärtkänsliga organ. Upptäckten förändrar synen på de bakomliggande cellulära mekanismerna för kroppskänsel och kan få betydelse för förståelsen kring kronisk smärta, säger Patrik Ernfors, professor vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet, och huvudansvarig för studien.
Patrik Ernfors, professor, Institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet. Patrik.Ernfors@ki.se
Ross Friel, universitetslektor vid Högskolan i Halmstad, leder en grupp forskare som jobbar med autonom additiv tillverkning (även kallad 3D-printing) som kan användas på månen.
– Jordens resurser är begränsade, så vår fortsatta existens kräver att vi blickar bortom vår planet. I rymden finns oändligt med resurser. För att kunna utforska inom, men även utanför, vårt solsystem, behövs en månbas som kan fungera som en ”språngbräda” för rymdresor. Det är ekonomiskt och tekniskt gynnsamt att använda månen som uppskjutningsplats på grund av dess lägre tyngdkraft, oerhört tunna atmosfär och klara himmel, samt möjligheten att använda väte och syre från månens is till raketbränsle, säger Ross Friel.
Utmaning att bygga månbas
Det är inte en lätt uppgift att bygga en månbas. Byggmaterialet måste både tåla och skydda människor och vetenskapliga instrument mot skadlig kosmisk strålning och meteoroider. Det är inte ett alternativ att transportera tung betong från jorden till månen – det är ohållbart och alldeles för dyrt. Därför kan möjligheten att använda material som redan finns på månen för att skapa byggstenar och andra användbara komponenter, som till exempel reservdelar, vara den bästa lösningen.
– Månstoft, det vill säga det fina grus på månen som kallas för lunar regolith, är ett naturligt keramiskt material – ungefär som vulkanaska på jorden. Vi har i vår forskning använt ett material från jorden med egenskaper som liknar månstoft. Det riktiga stoftet är ju svårt att komma över, säger Ross Friel.
3D-skrivare på månen
Genom att smälta det månstoftliknande materialet från jorden kan olika typer av strukturer skrivas ut med en särskilt utvecklad 3D-skrivare, till exempel kuber, filterstrukturer och skruvar – direkt på månens yta.
Genom att smälta ett material från jorden, med liknande egenskaper som månstoft, kan olika typer av strukturer skrivas ut med en särskilt utvecklad 3D-skrivare. Bilden visar a) kompakta kuber, b) en potentiell filterstruktur, c) en skruv och en mutter som visar utskriftens noggrannhet, och d) ett byggblock i form av en pusselbit som ett första steg mot sammankopplade byggkomponenter för att skapa kompakta materialstrukturer direkt på månens yta. Illustration: Högskolan i Halmstad
Under de kommande åren ska forskarna fortsätta att utveckla tekniken för en autonom 3D-skrivare som kan fungera på månen. De ska förfina testmiljön så att den simulerar förhållandena på månens yta, till exempel med ultrahögvakuum, samt exponera det utskrivna materialet för exempelvis strålning och kollisioner i hög hastighet med föremål som efterliknar meteoroider.
– Jorden är inte vår slutgiltiga destination. Människans utforskning av solsystemet är oundviklig. Det finns ett behov av innovativt tänkande och kreativa lösningar för att detta ska hända, något jag hoppas att vår forskning kan bidra till, säger Ross Friel.
Den typ av additiv tillverkning som forskarna använder kallas för powder bed fusion. Gruppens senaste forskningsresultat presenterades av Ross Friel vid 2019 års konferens Future Manufacturing Technologies Conference (FMTX) den 28 maj i Malmö.
Ross Friel, universitetslektor vid Högskolan i Halmstad (engelsktalande), ross.friel@hh.se
– För 150 år sedan hotades europeisk silkesindustri av en okänd epidemi som tog död på silkesmaskarna. Louis Pasteur identifierade smittkällan och föreslog åtgärder, vilket räddade silkesproduktionen denna gång. I dag vet man att det var en så kallad mikrosporidieparasit som orsakade epidemin. Varje år orsakar silkesmasksjukdomar inkomstbortfall i kinesisk silkesindustri på mer än 100 miljoner dollar.
Mikrosporidier är små sporbildande encelliga parasiter, som tillhör svampriket. Förmågan att bilda sporer – ett sorts vilostadium, men som också fungerar som organismens spridningsstadium – gör att organismerna har stor motståndskraft.
Sjukdomen mikrosporidios drabbar inte bara silkesmaskar. Mikrosporidieparasiterna omfattar tusentals olika arter och kan påträffas i celler hos alla djurgrupper. Minst 14 mikrosporidiearter har förmåga att infektera människan. Mikrosporidier hotar inte bara akvakulturer, silkesmaskodlingar och biodlingar, där infektioner kan utplåna hela bisamhällen. Parasiten kan också orsaka livshotande infektioner hos patienter med nedsatt immunförsvar.
Lite känt om livet på molekylnivå
Även om mikrosporidios är bland de vanligaste parasitiska sjukdomarna hos djur, är relativt lite känt om deras fascinerande liv på molekylär nivå. Tillsammans med forskare från Rockefeller University och Connecticut Agricultural Experiment Station, USA, publicerar Jonas Barandun, ny gruppledare vid The Laboratory for Molecular Infection Medicine Sweden, MIMS, resultat som beskriver den molekylära strukturen hos mikrosporidiens ribosom, dess proteinfabrik. Studien som publiceras i Nature Microbiology visar första gången strukturen hos cellulära ribosomer i en organism med mycket begränsad genetisk information.
Mikrosporidiska parasiter kan överleva som sporer i mark, vatten och luft där deras utveckling kan stanna upp i ett vilande tillstånd. När en annan organism sväljer sporer kan dessa med hjälp av en unik ultrasnabb infektionsmekanism injicera sporernas innehåll i värdcellen.
Mikrosporidier överlever trots reducerad genuppsättning
Inne i en värdcell kan mikrosporidier utnyttja värdens små molekyler för sin egen ämnesomsättning och replikation. Detta parasitiska beteende gör det möjligt för mikrosporidier att överleva utan de gener som en cell normalt behöver. Därför har mikrosporidiers genuppsättning kunnat reduceras till den minsta som någonsin hittats i eukaryoters ribosom, cellulära maskiner, som bildar proteiner i organismer. Tidigare forskning hade visat att mikrosporidie-genomet, med cirka 2 000 höggradigt komprimerade gener, till och med är mindre än vissa bakteriers genom. Eukaryoter är organismer vars celler har en cellkärna. Hit hör växter, djur och svampar.
– Mikrosporidier är alltså minimalister bland de parasitära eukaryoterna och minskar sitt genom till ett minimum som behövs för överlevnad och celldelning. Det gör dem till idealiska modellorganismer för att studera de minimalt nödvändiga komponenter som behövs för molekylära processer i en cell, säger Jonas Barandun.
Material från majsmott
En stor utmaning var att få tillgång till många cellulära ribosomer, som består av RNA och proteiner. Jonas Barandun samarbetade därför med en mikrosporidiespecialist, Charles Vossbrinck, från Connecticut Agricultural Experiment Station. Han odlade mikrosporidiearten Vairimorpha necatrix i larver av majsmottet Helicoverpa zea, ett skadedjur som förekommer enbart i Nordamerika och Kanada och kan orsaka stor skada på bomulls- och majsgrödor.
a. Den stora delen av ribosomet visas i blått och den mindre delen i gult och orange. De nya faktorer (MDF2 och MDF2) som upptäcktes av forskarteamet syns i rött. b. Mikrosporidie (V.necatrix) ribosomens struktur och genomlängd (RNA) jämförs med jäst (S. cerevisiae). c. Jämförelse av ribosomstrukturen med andra ribosomer inom evolutionen som visar släktskap med svampar (Fungi). Alla delar som fattas i mikrosporidieribosomen är markerade med blå och orange färg. Illustration: Jonas Barandun med kryo-elektronmikroskopiska studier
Från majsmottets larver isolerade forskarna mikrosporidiesporer. Från dessa kunde de extrahera ribosomer för vidare studier med kryo-elektronmikroskopi och masspektrometri. Forskargruppen kunde med hjälp av dessa båda tekniker få fram en modell av den minsta eukaryota cytoplasmatiska ribosomen på nära atomnivå. Hela forskningsprojektet utfördes i laboratoriet av Sebastian Klinge, en ribosomspecialist vid Rockefeller University i New York, tillsammans med Mirjam Hunziker.
Det ribosomala RNA:at är 30 procent kortare än motsvarande molekyl i jästsvampen, som är nära besläktad med mikrosporidier, och till och med 15 procent kortare än i E.coli-bakterien.
Avslöjat ribosomernas struktur
Jonas Barandun och hans kollegor kunde nu avslöja strukturen av cellulära ribosomer i mikrosporidier och jämföra med ribosomstrukturer i andra organismer. Mycket överraskande upptäcktes två helt nya proteiner som inte finns i andra ribosomer (se illustrationen). Forskarna avslöjade också att dessa faktorer påverkar mikrosporidiers vilostadium.
– Vi hittade två så kallade dormansfaktorer (MDF1, MDF2) som kan funktionellt inaktivera mikrosporidiernas ribosomer. Dessa är en förutsättning för att parasiten kan stanna av sin livscykel i sporstadiet. Vi vet nu vilken roll dessa två proteiner spelar, säger Jonas Barandun.
Eftersom parasiten är starkt beroende av resurser från sin värd, kan en effektiv avstängningsmekanism för cellulära processer vara fördelaktig för att bevara energi under sporstadiet.
Jonas Barandun, PhD,forskare och SciLifeLab National Fellow, The Laboratory for Molecular Infection Medicine Sweden, MIMS, Umeå Centre for Microbial Research, UCMR, Institutionen för molekylärbiologi, Umeå universitet, jonas.barandun@umu.se
– Det är rimligt att anta att sömnapné är en riskfaktor för cancer, eller att båda sjukdomarna har gemensamma riskfaktorer som exempelvis övervikt. Däremot är det mindre sannolikt att cancer leder till sömnapné, konstaterar Ludger Grote, professor och överläkare inom sömnmedicin, en av författarna till studien.
Forskningen, publicerad i European Respiratory Journal, bygger på analyser av registeruppgifter om totalt cirka 20 000 vuxna patienter, både kvinnor och män, med sömnapné, som finns samlade i en europeisk databas. Omkring två procent av dem hade också en cancerdiagnos.
Hög ålder var som väntat förknippat med högre cancerrisk, men när materialet justerats för ålder, kön, BMI, rökning och alkoholintag framkom ändå att sämre syreintag nattetid kunde kopplas till högre cancerfrekvens. Kopplingen gällde främst kvinnor, hos män var sambandet svagare.
Orsakerna till sambandet okända
– Våra resultat talar för två- till trefaldigt ökad risk för cancer bland kvinnor med mer uttalad sömnapné. Det går inte säkert att säga vilka orsaker som finns bakom sambandet mellan sömnapné och cancersjukdom, men indikationen gör att vi måste fördjupa studierna, säger Ludger Grote.
Ludger Grote är adjungerad professor i lungmedicin, med inriktning sömnmedicin, vid Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet. Han är också överläkare och medicinskt ansvarig vid den sömnmedicinska enheten på Sahlgrenska Universitetssjukhuset.
– Sjukdomen sömnapné är välkänd hos allmänheten och förknippas med snarkning, dagtrötthet och ökad risk för hjärt-kärlsjukdom, främst hos män. Vår forskning öppnar för ett nytt synsätt, att sömnapné möjligtvis kan vara förenad med förhöjd cancerrisk och då företrädesvis hos kvinnor, säger Ludger Grote.
Viktigt att studera skillnader mellan könen
Tidigare studier har visat att personer med sömnapné oftare än andra har en cancerdiagnos i sjukdomshistorien. Forskningen på området växer, samtidigt som könsaspekterna varit föga beforskade.
– Framför allt har man fokuserat på cancerformen malignt melanom. Ett nytt område kan nu bli bröstcancer eller livmodercancer. Kanske finns det en samverkan mellan kvinnliga könshormoner och stressaktivering, framkallad av nattlig syrebrist vid sömnapné, som kan trigga cancerutveckling eller försvagning av kroppens immunförsvar, säger Ludger Grote.
De senaste tio åren har kartläggningen av en persons arvsmassa förenklats avsevärt genom en ny generation av tekniker för så kallad DNA-sekvensering. En persons hela arvsmassa, genom, kan nu läsas av – sekvenseras – på några dagar. Den tidigare Sanger-tekniken krävde över tio år för att uppnå samma sak.
Snabbheten gör att sjukvården nu kan börja använda kartläggning av arvsmassan för att förbättra diagnostiken av vissa sjukdomar och skräddarsy behandling och uppföljning för den enskilde patienten, utifrån individuella genetiska förändringar.
I Sverige ska projektet Genomic Medicine Sweden, GMS, sprida tekniken i hela landet.
Nationellt initiativ för precisionsmedicin
Genomic Medicine Sweden, GMS, är ett nationellt initiativ för att införa precisionsmedicin i sjukvården över hela landet.
Medverkande parter: de sju medicinska fakulteterna och universitetssjukhusen, två representanter för näringslivet (branschorganisationerna Läkemedelsindustriföreningen och Swedish Medtech) och två patientrepresentanter (Riksförbundet sällsynta sjukdomar och Nätverket mot cancer).
Innovationsmyndigheten Vinnova och medverkande parter finansierar projektet till 2020, men man hoppas få fortsatta medel via en statlig satsning.
Idag görs genpaneler på cirka 10 000 cancerpatienter i Sverige per år och cirka 2 000 patienter testas för sällsynta ärftliga sjukdomar. Målet är göra minst 50 000 gentester per år om 4–5 år.
Källa: Richard Rosenquist Brandell
– Förut var mer omfattande gentester dyra, men de nya sekvenseringsteknikerna är kraftfullare och billigare, vilket möjliggör ett sådant här projekt, säger Richard Rosenquist Brandell, som är professor och överläkare i klinisk genetik vid Karolinska Institutet och projektledare för GMS.
Från sjukvård till forskning
För att vården ska bli jämlik ska centran, där precisionsmedicinsk diagnostik och behandling genomförs, inrättas på alla sju universitetssjukhus i landet. En ny IT-infrastruktur ska också möjliggöra delning av data mellan sjukhusen.
– Vi börjar med klinisk diagnostik, men alla genetiska data ska sparas i en gemensam databas, för framtida studier och samarbeten med akademin och industrin, säger Richard Rosenquist Brandell.
Projektet består av fyra områden: sällsynta ärftliga sjukdomar, cancer, infektionssjukdomar och läkemedelsbehandling utifrån genetiska skillnader.
– Vi har valt att börja med sällsynta sjukdomar, cancer och infektionssjukdomar eftersom vi vet att genetisk diagnostik har betydelse vid de sjukdomarna. Men på sikt är målet att utöka till exempelvis hjärtkärlsjukdomar, diabetes eller psykiatriska sjukdomar, som betingas av både arv och miljö, säger Richard Rosenquist Brandell.
Förfinad diagnostik
Det finns tiotusentals ärftliga sjukdomar, såsom ärftliga neurologiska och bindvävssjukdomar. De är sällsynta var för sig, men när man lägger ihop alla har cirka var femtonde person någon av dessa sjukdomar. Genom att kartlägga en persons hela arvsmassa, i stället för att som förut sekvensera en gen i taget utifrån misstanke, kan fler patienter få korrekt diagnos.
Vid misstanke om sällsynt ärftlig sjukdom, tas ett blodprov där hela genomet sekvenseras. Det innebär att alla 22 000 gener som kodar för specifika proteiner kartläggs, men även övrig arvsmassa (som utgör 99 procent av arvsmassan) som bland annat reglerar genuttryck, det vill säga vilka gener som blir aktiva och faktiskt översätts till RNA och proteiner.
Sedan undersöker man de ”fönster” ur arvsmassan som omfattar de gener som är relevanta för sjukdomen.
– Till exempel vid misstanke om ärftlig metabol sjukdom tittar vi på cirka 900 gener och vid immunbristsjukdom på 300 gener. Resten av arvsmassan sparas för eventuell senare forskning, säger Richard Rosenquist Brandell.
Målriktade terapier
Inom cancervården ökar kunskapen om vilka genetiska förändringar som förekommer vid olika cancerformer. Varje tumör är unik, men det finns många gemensamma mutationer, som stimulerar cancertillväxt. Målet är att utveckla läkemedel som bromsar just det genuttrycket, så kallade målriktade terapier.
– Då kan vi bromsa sjukdomen med ett specifikt läkemedel, som också ger mindre biverkningar eftersom det riktar sig bara mot tumörcellerna, säger Gunilla Enblad, som är professor i onkologi vid Akademiska sjukhuset i Uppsala.
För en del cancersjukdomar finns redan målriktade läkemedel och antalet växer stadigt. Det tidigaste exemplet är kronisk myeloisk leukemi, KML. Sjukdomen orsakas av en förändring där genetiskt material från kromosom 9 har förflyttats till kromosom 22, vilket skapar en ny genprodukt, ett protein som driver cancerns tillväxt. Numera finns ett läkemedel som motverkar proteinet.
Människans arvsmassa
Människan har 22 par kromosomer samt två könskromosomer (XX hos kvinnor och XY hos män). En kromosom är en lång dubbelsträngad DNA-molekyl som i sin tur utgör de gener som kodar för tillverkning av RNA och proteiner. DNA:t bygger alltså upp arvsmassan som förpackas hopnystad i kromosomer.
Källa: www.genteknik.nu
– Det har medfört att femårsöverlevnaden vid KML nu har stigit till 90–95 procent, säger Richard Rosenquist Brandell.
Redan idag analyseras i rutinsjukvård på universitetssjukhusen 20–50 gener vid cancer, vilket styr valet av behandling och patientens prognos.
Tjocktarmscancer: vid viss mutation fungerar inte viss medicinering
Lungcancer: kan välja läkemedel utifrån tumörens genprofil
Leukemier: kan välja läkemedel utifrån genprofil och hög/låg risk för återfall
Lymfomsjukdomar: känner till genförändringar men det finns inte läkemedel än
Källa: Gunilla Enblad
– Men vi vill utöka genpanelerna till 400–500 gener, för att täcka in alla de avvikelser som vi har potentiell behandling för, men även för framtida forskning, säger Richard Rosenquist Brandell.
Inom mikrobiologi används idag ”helgenomsekvensering” av infektionsprover vid epidemier, för att snabbt bestämma vilken mikrob som orsakat utbrottet och spåra smittan.
– I framtiden kommer vi antagligen att helgenomsekvensera även tarmfloran. Det görs idag i forskning, men kan bli kliniskt användbart, eftersom tarmfloran påverkar till exempel hur vi svarar på cellgifter vid cancer, säger Richard Rosenquist Brandell.
Individuell dosering av läkemedel
Det fjärde området inom Genomic Medicine Sweden handlar om medicindos utifrån genetisk profil. Det är välkänt att det finns olika genetiska varianter av de enzymer som bryter ner läkemedel, som gör att vi bryter ner dem långsamt eller snabbt. En för hög dos till en person med långsam nedbrytning kan ge kraftiga biverkningar.
Trots att genvarianterna och konsekvenserna är välkända görs dessa genanalyser sällan i sjukvården.
– För cancerpatienter kommer vi att i genanalysen lägga till genvarianterna för läkemedelsmetabolism. Den stora utmaningen är att få in detta i journalsystemet som en varning, liknande den vid allergi. Sjukhusen har olika elektroniska system, så vi behöver skapa ett nytt informationssystem, säger Richard Rosenquist Brandell.
Ligger före andra länder
Liknande projekt pågår i andra länder. Island var tidigt ute, men det första större landet är England, som startade 2013 och nu analyserat prover från 85 000 engelsmän.
– Men där har de haft svårt att föra in de nya testerna i sjukvård. Vår styrka är just att vi börjat i sjukvården och genom ett nationellt grepp skapar förutsättningar för forskning, säger Richard Rosenquist Brandell.
