Daily Archives: March 12, 2014

fant fossil tannstein

En internasjonal forskergruppe har nettopp funnet en ny kilde til kunnskap om fortiden: Tannstein på tennene i kranier til begravde munker.

Molekyler av DNA og proteiner i de brune avleiringene kan gi et detaljert bilde av hva som levde i munnen av tyske munker for mer enn 800 år siden.

De avslører et biologisk drama fastfrosset i tid – immunforsvaret i full gang med å bekjempe bakterieangrep.

– Det er som å finne de arkeologiske levningene fra et forhistorisk slag,men på det molekylære nivået, sier kjemiker Enrico Cappellini ved Center for Geogenetik, Københavns Universitet.

Store endringer i kosthold

De siste årene har forskerne oppdaget at bakterier spiller en enormt viktig rolle for helsen vår, inkludert risikoen for fedme, diabetes og hjerte- og karsykdommer.
Bakteriene har gjennom evolusjonen blitt så knyttet til oss at forskerne omtaler dem som et ekstra organ – «mikrobiomet».

– Et av de store spørsmålene er om det moderne menneskelige mikrobiomet er oppstått i nyere tid – om det har endret seg med livsstilen vår eller om vi alltid har hatt det, sier Tom Gilbert, professor ved Center for Geogenetik, som også har deltatt i studien.

Man kan forestille seg at mange av helseproblemene våre er forbundet med et mikrobiom som så å si er spent til bristepunktet fordi det har skjedd så dramatiske endringer med kosthold og livsstil, med overgangen til landbruk og senere industrialisering.

Tannstein kan kanskje løse mysteriet

Slike svar kan ligge gjemt i tennene til forfedrene våre. 

Enrico Cappellini har, i samarbeid med forskere fra blant annet Zürich i Sveits og York i England, undersøkt tannstein fra fire munker som levde i Middelalderen (om lag år 950–1200) og som ble begravd ved klosteret i Dalheim i Tyskland.

Studien er nettopp offentliggjort i tidsskriftet Nature Genetics.

Tannstein er tette mineralske lag, bygget opp av bakterier på tennenes overflate. Det viser seg at det nærmest er en tidskapsel som bevarer biomolekylene svært godt.

Bredt utvalg av bakterier

Med moderne DNA-teknologi og bruk av massespektrometer klarte forskerne å identifisere store mengder DNA-molekyler og proteiner.

De fant et bredt utvalg av bakterier, inkludert 40 arter som man vet spiller en rolle i forskjellige munn- og tannsykdommer.

Noen av funnene:

• Bakterien S. mutans, som kan gi hull i tennene.
• Flere bakterier som kan medføre en risiko for hjerte- og karsykdommer (A. actinomycetemcomitans, S. mutans og S. mitis).
• Tre spesielt hyppige bakterier som har med tannkjøttbetennelse å gjøre (T. forsythia, P. gingivalis og T. denticola).

Samtidig fant de proteiner som viser at bakteriene var bevæpnet med overflateproteiner som kan kile inn seg mellom cellene våre og unnvike immunforsvaret.

Kartlegger sykdomsbakterier

Forskerne har også funnet en rekke proteiner som er en del av menneskets immunforsvar, noen som lager hull i bakterienes ytre skjold og andre som avvæpner angrepsproteinene.

Det er med andre ord våpnene fra en sykdomskamp som var under full utvikling da munkene døde. En slagmark forskerne kan lokalisere til overflaten av tennene fordi profilene i kjeveknokkelen og inne i tannen er helt annerledes.

Antibiotikaresistens

Forskergruppen har også kartlagt arvematerialet til en av sykdomsbakteriene, T. forsythia, og kan se at den har mange gener for antibiotikaresistens.

– Det er første gang man ser fossile prøver fra mennesker med bakterier som har antibiotikaresistens, lenge før vi begynte å produsere antibiotika industrielt, sier Cappellini.

Funnet peker på mikrobene i munnen som en viktig kilde for resistensgener, som kan utveksles mellom mange forskjellige bakterier. Og det kan ha betydning for forståelsen av hvordan problemer med resistente bakterier oppstår i våre dager.

Hva de spiste

I tillegg har forskerne funnet DNA fra den maten munkene spiste. De fant spor etter gris, kål og hvete.

Dette er interessant fordi vi vet ganske lite om hva folk spiste på denne tiden.

– Det kunne være utrolig interessant å undersøke tannstein fra neandertalere og mennesker som levde for 50 000 år siden eller mer, sier Enrico Cappellini.
Man kunne undersøke om de store endringene i kostholdet vårt i forbindelse med overgangen til landbruk har endret bakteriefloraen vår, og om det har betydning for helsen.

Kan ha betydning for folkehelsen

– Omkring 80 prosent av befolkningen opplever problemer med munnsykdommer i løpet av livet, og det kan tyde på at mikrobene i munnen fortsatt ikke er optimert til å være symbiotisk‚ sier Cappellini.

Vi har bare én celle for hver tiende bakteriecelle som lever på og inni kroppene våre. Det er tankevekkende at de lever i harmoni med våre egne celler, bortsett fra akkurat de i munnen.

Det kunne peke på en spesiell ubalanse, som potensielt kan ha stor betydning for folkehelsen – for eksempel vet man at det er en sammenheng mellom bakteriefloraen i munnhulen og risikoen for hjerte- og karsykdommer.

Proteiner mer stabile enn DNA

Den nye studien markerer et viktig skritt i et nytt felt, «paleo-proteomikk», som Cappellini og kollegene hans åpnet døren for i 2012 med en studie av 43 000 år gamle mammutproteiner.

De klarte å kartlegge over 100 forskjellige proteiner, langt flere enn det andre forskere har funnet tidligere.

Proteiner er mer stabile enn DNA, slik at man kan studere for eksempel slektskap dypere tilbake i tiden enn med DNA.

Folkesykdommenes utvikling

Men det kanskje mest interessante er at proteinene åpner en helt ny dør til forhistorien, siden forskerne kan få kunnskap om individets tilstand ut fra de prosessene som foregikk i kroppen.

Med munkenes tannstein viser forskerne nå hvordan proteinene kan avsløre sykdom og organismens reaksjon. Og i kombinasjon med fossilt DNA kan det bli et svært godt redskap for å studere hvordan store folkesykdommer som fedme og diabetes har utviklet seg gjennom historien.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

12 Mar 2014

derfor kan sure oppstøt gi kreft i spiserøret

Bildet, tatt med 100 gangers forstørrelse, viser et snitt av spiserørskreftceller fra vev.

(Bilde: Ragnhild Eskeland)

For å forstå hvordan kreft oppstår og utvikles har forskere konsentrert seg om skader i arvematerialet vårt og spesifikke gener som henger sammen med kreft.

Det er først de senere årene man har blitt klar over at epigenetikk også spiller en viktig rolle i kreftutvikling. Epigenetikk er forandringer som påvirker geners funksjon uten at selve DNA-sekvensen endres.

Det kan for eksempel være små molekyler som binder seg til DNA og er avgjørende for aktivitetsnivået til spesifikke gener.

Ragnhild Eskeland er forsker ved Universitetet i Oslo og studerer epigenetikk. Ett av prosjektene hennes handler om en type spiserørskreft som heter adenokarsinom, som kan gi svulster i kjertlene.

Det er dessverre få som overlever denne kreftformen. Sykdommen blir ofte oppdaget sent, og i mange tilfeller tilbys kun lindrende behandling.

– En bedre forståelse av hvordan kreften oppstår og utvikler seg er derfor nødvendig for å kunne skape nye diagnoseverktøy og på sikt kunne tilby bedre behandling, sier Eskeland.

Hun samarbeider med internasjonale forskere som er spesialister på spiserørskreft. Sammen har de identifisert en gruppe gener som har en rolle i utviklingen av spiserørskreft, og prosessen er epigenetisk regulert.

Spiserørskreft øker mest

Det er to hovedtyper av spiserørskreft: plateepitelkarsinom og adenokarsinom. Sammenlignet med andre kreftformer er det relativt få som rammes. I 2011 var det til sammen 240 personer som fikk spiserørskreft her i landet.

Men det er en av de verste kreftformene når det gjelder overlevelse, kun 12 prosent lever 5 år etter at diagnosen er stilt. Spiserørskreft øker også mest av alle kreftformer både i Norge og i resten av verden.

Forsker Ragnhild Eskeland ved Universitetet i Oslo utfører forsøk på kreftceller i laboratoriet.

(Foto: privat)

Økningen skyldes trolig at kreftutviklingen har sammenheng med røyking og tobakk, for typen plateepitelkarsinom, og overvekt, for typen adenokarsinom.

Sure oppstøt forandrer cellene

En svakhet i lukkefunksjonen mellom magesekk og spiserør gjør at magesekkens innhold lekker opp i spiserøret, og dette gir sure oppstøt, såkalt refluks, og halsbrann.

– Miljøet i spiserøret blir dermed surere enn normalt, noe som får cellene til å endre karakter for å kunne håndtere de nye omgivelsene, forklarer Eskeland.

Cellene nederst i spiserøret endrer seg til å ligne mer på celler som finnes i magesekk og tarm. Denne tilstanden kalles Barretts øsofagus og er et forstadium til spiserørskreft. Om lag 1 av 200 med denne tilstanden utvikler spiserørskreft.

 

Spiserørskreft utvikler seg gradvis. Hyppige sure oppstøt kan stimulere til celleforandringer i spiserøret, Barretts øsofagus, som gir økt risiko for kreft.

(Figur: Kristine Gjul Harstad)

Hvordan kan cellene i spiserøret endre seg så drastisk fra å være normale celler til å bli tarmlignende celler? Og hvorfor og hvordan gir denne celleforandringen økt risiko for kreft?

Eskeland angriper disse spørsmålene ved å studere epigenetiske mekanismer ved å sammenligne normale celler i spiserøret, celler fra Barretts øsofagus og kreftceller av typen adenokarsinom.

Epigenetikk regulerer aktiviteten til genene

Hver celle må pakke omlag to meter DNA som kveiler seg rundt spesifikke proteiner og danner såkalt kromatin. Kromatinet former seg til de mer kjente kromosomene når cellen skal dele seg.

Når epigenetiske modifikasjoner binder seg til DNA påvirker dette hvordan DNA-tråden pakkes.

Hovedregelen er at DNA-områder som er løst pakket inneholder aktive gener. Noen genområder kan til og med stikke ut fra den tettpakkede kromatinstrukturen, og er således veldig lett tilgjengelig for avlesning.

Slike DNA-løkker inneholder ofte gener som må være skrudd på for å opprettholde cellefunksjonen.

– Andre gener må kunne skrus av og på etter behov eller være konstant avslått. Slike stille regioner er tett sammenpakket og godt gjemt inne i kromatinet, sier Eskeland.

Endret struktur

Det er mange gener som regulerer utviklingen av et embryo, deriblant homeobox (HOX). Det er genene som bestemmer hvor og når de ulike organene skal formes.

Disse genene overstyrer mange andre cellulære prosesser, og derfor er det svært viktig at de virker som de skal.

Fra tidligere var det kjent at HOX-genene har et annet aktivitetsnivå i enkelte kreftceller sammenlignet med friske celler.

– Vi var derimot de første til å vise at en gruppe HOX-gener er aktive i Barretts øsofagus, sier Eskeland.

Hun synes dette var et interessant funn siden disse genene vanligvis er uttrykt i tarmen og ikke i spiserøret.

– Da enkelte av HOX-genene ble overaktivert i normale spiserørsceller ble også andre gener skrudd på som vanligvis bare er aktive i tarmen, fortsetter Eskeland.

Det betyr at celler i Barretts øsofagus både ligner på og har tilsvarende genaktivitet som normale celler i tarmen.

Men forskerne ønsket også å forstå hvordan HOX-genene ble aktivert. 

– Det viste seg at den delen av genomet som inneholder de aktuelle HOX-genene fikk en mer åpen kromatinstruktur. Det betyr at genene ble skrudd på i Barretts øsofagus, sier Eskeland.

Ved å studere kreftceller og celler fra ulike stadier av Barretts øsofagus, viste det seg også at pakkingen av kromatinet hang sammen med hvor alvorlig sykdommen ble.

Eskeland og hennes samarbeidspartnere fant altså at noen HOX-gener, i samspill med andre faktorer, regulerer prosessen der spiserørsceller blir til tarmlignende celler, og at celleforandringene er epigenetisk regulert.

– Dette var så spennende resultater at vi nå vil se på hvordan HOX-gener reguleres i prostatakreft, sier Eskeland.

Kan bidra til bedre kreftbehandling

Det er utviklet flere kreftmedisiner som er rettet mot epigenetiske forandringer. Rundt fem er i bruk i dag, men samtlige er mer eller mindre uspesifikke.

Det er derfor behov for å forstå mer om de epigenetiske mekanismene i kreft for å kunne utvikle nye og bedre diagnoseverktøy og mer spesifikk terapi.

– Når det gjelder spiserørskreft er det særlig viktig å utvikle diagnosemetoder slik at kreften kan oppdages på et tidligere stadium. Da vil mange liv kunne bli spart, avslutter Eskeland.

Referanse:

Evidence for a functional role of epigenetically regulated midcluster HOXB genes in the development of Barrett esophagus. di Pietro M, Lao-Sirieix P, Boyle S, Cassidy A, Castillo D, Saadi A, Eskeland R, Fitzgerald RC. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012 Jun 5;109(23):9077-82.

12 Mar 2014

- flåttforskere ga diagnoser i strid med loven

Et mye omtalt flåttforskningsprosjekt ved Universitetet i Oslo (UiO) er gjennomført i strid med loven om helseforskning. Det har Statens helsetilsyn avgjort.

Dermed må et stort datagrunnlag også destrueres, ettersom det inneholder blodprøver som er samlet inn i strid med loven. Blant disse blodprøvene er også prøvene fra programleder og friluftsentusiast Lars Monsen. Hans blod ble brukt som illustrasjon da forskerne publiserte rapporten.

Har tatt snarveier

Det var tidligere smittevernoverlege Preben Aavitsland som klaget inn prosjektet. Han mener de to pensjonerte forskerne bak studien, Ivar Mysterud og Morten Laane, har tatt snarveier.

– Det er bra at Helsetilsynet griper inn mot forskning på mennesker når den ikke følger reglene. Reglene er der for å beskytte pasientene. Det er synd at Mysterud, Laane og UiO ikke har fulgt regelverket, for det trengs mer forskning om diagnostikk av borreliose, sier han til NRK.no.

– De har begynt å diagnostisere pasienter før de har bevist at metoden virker. Det er uansvarlig. Mange pasienter kan ha fått feil diagnose, sier han.

Både Mysterud og Laane er pensjonerte forskere fra Institutt for biovitenskap ved Universitetet i Oslo. I en fagartikkel i Biological and Biomedical Reports hevdet de å ha funnet en metode for å påvise borreliabakterier i blod. Metoden ble bredt omtalt, også i universitetets eget fagblad, Apollon.

Der fortalte borrelioseforskerne om en stor og jevn strøm av folk som oppsøkte dem for hjelp. Folk som var fortvilet fordi de ikke hadde fått noen diagnose, og dermed ingen god behandling, fortalte forskerne i artikkelen.

– Kvakksalveri

Men prosjektet tiltrakk seg fort kritikk fra medisinske fagpersoner og kolleger ved UiO, som mente at metodene var uegnet til å stille slike diagnoser, og at forskerne ikke hadde grunnlag for å si at det var borreliabakterier de hadde funnet.

Preben Aavitsland, som sendte bekymringsmelding til Statens helsetilsyn, omtalte prosjektet som «kvakksalveri».

– Forskningsetisk er det svært problematisk å gi diagnoser basert på en egenutviklet test som ikke er prøvd mot andre metoder eller på friske personer, sa Aavitsland i august i fjor, etter at han hadde sendt klagen.

Les den opprinnelige klagen mot prosjektet her.

Store mangler

Men det var også andre aspekter som manglet. Ifølge Helsetilsynet hadde forskerne Mysterud og Laane ikke fått forhåndsgodkjenning fra Regional komité for medisinsk og helsefaglig forskningsetikk (REK). Det er en godkjenning som viser at forskningsprosjekter er medisinsk og etisk forsvarlige.

De to forskerne meldte fra at de hadde en slik godkjenning. Men den gjaldt et annet fagfelt, og ingen av de to forskerne var tilknyttet dette prosjektet. Prosjektet lå innunder et annet felt, med andre deltakere og en annen prosjektleder.

Samtidig har Helsetilsynet vært kritisk til hvordan personopplysninger er blitt behandlet i prosjektet, fordi flere av de involverte pasientene er blitt identifisert i etterkant. Ifølge kjennelsen har tilsynet ikke sett noen dokumentasjon på at de gikk med på denne behandlingen.

På samme måte lå det ikke noen dokumentasjon på at de som deltok i studien visste om og samtykket til at deres blod skulle brukes til dette formålet. Også det et brudd på loven, ifølge avgjørelsen.

– Feilen ligger lenger opp

Ivar Mysterud ønsker mandag ikke å kommentere saken overfor NRK.no. Hans kollega Morten Laane mener derimot feilen ikke ligger hos dem.

– Vi har fulgt normal prosedyre, og tror at feilen har oppstått høyere oppover i systemet under saksbehandlingen. Det har blitt et brudd fordi papirene ikke har vært i orden, vi trodde de var det – men det var de da øyensynlig ikke, sier Laan til NRK.no.

– Vi gikk ut med at det var forholdsvis lett å se spirochaetebakterier i mikroskop. Det er en teknikk jeg lærte av min far, som var allmennlege, i 1947. Det er disse teknikkene jeg har utviklet for å se borrelia i blodet. sier han videre.

– Alle kan gjøre det, men de vil ikke. Forskningen er sånn nå at alt som ikke er tilknyttet moderne biokjemiske teknikker og påvisning av DNA i blodet blir sett på som gammeldags.

Heller ikke rektor ved UiO, Ole Petter Ottersen, ønsker å kommentere saken før det er avklart om universitetet vil påklage saken.

12 Mar 2014

barnehagebarn smartere enn studenter

Det mener i hvert fall Alison Gopnik og kollegaene hennes ved University of California, Berkeley, etter den første studien som faktisk har sammenlignet barns og voksnes evner til å lære abstrakte forhold mellom årsak og virkning.

Forskerne tror resultatene skyldes at ungene er mer fleksible og mindre forutinntatte når de skal pønske ut hvordan noe virker.

Mystisk musikkboks

Gopnik og co satte opp et forsøk hvor 106 barnehageunger på fire og fem år og 170 collegestudenter fikk prøve seg på samme oppgaven: Å få en boks til å lyse opp og spille musikk.

Måten å få låt i kassa var enkel. Deltagerne fikk utdelt ulike figurer av leire – blickets – som de kunne sette på en glassflate på toppen av boksen.

Og forskerne viste at musikken begynte å spille når man satte riktig form, eller riktig kombinasjon av former, på plass.

Men hvilke var de riktige blicketene?

Reglene for hvilke former som ga musikk endret seg utover i forsøket, og det var da forskerne så forskjell på unger og voksne.

Barn med fleksible

For eksempel kunne uvanlige kombinasjoner av blickets få boksen til å spille. Denne regelen skjønte ungene. Men studentene fortsatte å lete etter hvilke spesifikke figurer som satte mekanismen i gang. 

- De beste og skarpeste studentene handlet som om maskinen alltid fulgte vanlige og åpenbare regler, selv når vi viste dem at den kunne virke på en annen måte, skriver Gopnik ifølge en pressemelding.

Dermed kan vi ha mye å lære av måten barn tenker, mener forsker Christopher Lucas, som har ledet prosjektet. Nå er neste skritt å finne ut hvorfor barn og voksne reagerer så ulikt.

- Hva gjør barn til mer fleksible i læringa – er de bare frigjort fra forutinntattheten som voksne har, eller er de fundamentalt mer fleksible eller utforskende i hvordan de ser verden?

Referanse:

C. G. Lucas, S. Bridgers, T. L. Griffithsb, A. Gopnik, When children are better (or at least more open-minded) learners than adults: Developmental differences in learning the forms of causal relationships, Cognition, vol. 131, nr. 2, mai 2014, s. 284–299.
 

12 Mar 2014