Ny karta över hjärnan ger hopp vid MS

Hjärnans utveckling är en av de mest komplexa biologiska processerna vi känner till. För att förstå vad som sker när hjärnan formas – och vad som går fel vid sjukdom – har forskarna utvecklat en ny avancerad metod kallad spatial tri-omik. Med hjälp av denna teknik har de kunnat kartlägga tre nivåer av biologisk information i ett och samma vävnadsprov:

• Vilka gener som är aktiva
• Hur dessa gener regleras (epigenetik)
• Vilka proteiner som produceras

Kartläggningen har genomförts på hjärnor från möss i olika åldrar, från födelsen till tre veckors ålder, och jämförts med motsvarande delar i den mänskliga hjärnan.

– Med denna flerdimensionella metod har vi kunnat följa hjärnans utveckling över tid och se hur olika områden förändras. Vi har också studerat hur hjärnan reagerar vid inflammation, säger Gonçalo Castelo-Branco, professor vid Karolinska Institutet och en av studiens huvudförfattare.

Forskarna undersökte också vad som händer i hjärnan vid inflammation, genom att använda en musmodell där myelinet – det skyddande fettlager som omger nervtrådar – störs. Myelin är avgörande för att hjärnans signaler ska kunna färdas snabbt och effektivt, och vid sjukdomar som MS angrips både myelinet och de celler som producerar det.

En viktig upptäckt var att hjärnans immunförsvar, mikrogliacellerna, aktiveras även i delar av hjärnan som inte är direkt skadade. Det tyder på att hjärnan kommunicerar mellan olika områden på ett mer komplext sätt än man tidigare trott.

– Det var överraskande att se att inflammation kan sprida sig till andra delar av hjärnan utan direkt påverkan där. Det ger nya insikter om hur sjukdomar som MS kan utvecklas, säger Rong Fan, professor vid Yale University, i ett pressmeddelande från Karolinska Institutet.

Kanske mest slående var upptäckten att vissa genetiska program – som normalt bara aktiveras under den tidiga hjärnutvecklingen – kan återaktiveras vid inflammation.

Det innebär att hjärnan kanske försöker ”reparera sig själv” med hjälp av samma mekanismer som används under utvecklingen, men att dessa processer ibland blir felaktigt reglerade eller otillräckliga.

– Detta kan ge oss nya verktyg för att förstå och behandla neurologiska sjukdomar, säger Gonçalo Castelo-Branco. Vi ser att inflammation kan återuppliva molekylära mönster från utvecklingsfasen – vilket öppnar för nya sätt att påverka sjukdomsförloppet.

Forskningen har finansierats av flera aktörer, däribland Vetenskapsrådet, EU:s Horizon Europe-program och Hjärnfonden.

– Vi är mycket tacksamma för det stöd som Hjärnfonden har gett vårt labb genom åren, vilket har gjort det möjligt för oss att utveckla och implementera den här typen av teknologier för att studera molekylära aspekter av hjärnans utveckling och patologi, säger Gonçalo Castelo-Branco.