Forskning om ärrbildning kan leda fram till nya behandlingar av ryggmärgsskador

Skador i ryggmärgen ger ofta men för livet. Ett hinder som begränsar läkningen är bildandet av ärrvävnad, vilket förhindrar tillväxten av nervfibrer. Som Wallenberg Academy Fellow undersöker Christian Göritz mekanismerna bakom bildandet av ärrvävnad. Målet är att ta kontroll över ärrbildningen, vilket i framtiden kan mynna ut i nya behandlingsmetoder.

Christian Göritz

Docent i regenerativ medicin 

Wallenberg Academy Fellow 2013

Lärosäte:
Karolinska Institutet

Forskningsområde:
Patologisk ärrbildning och reparationsmekanismer i det centrala nervsystemet

Ryggmärgen är den del av centrala nervsystemet som förbinder hjärnan med kroppen. Den beskrivs ofta som kroppens huvudkabel och där strömmar information mellan hjärnan och andra kroppsdelar. Ryggmärgen skyddas av ben och är mycket känslig för skador, säger Christian Göritz, forskare vid Karolinska Institutet.

–  Det får dramatiska konsekvenser om det centrala nervsystemet drabbas, eftersom det är vår ”centraldator”. Där tar vi emot all känsloinformation och där fattas beslut om olika kroppsfunktioner.

Skador i det centrala nervsystemet kan uppstå på grund av till exempel en trafikolycka eller en utkörning i slalombacken. Även tumörer, kärlsjukdomar och autoimmuna sjukdomar, som MS, kan orsaka skador i det centrala nervsystemet. Forskare har länge försökt hitta olika sätt att hjälpa patienter att återfå känsel och rörelseförmåga.

Kroppens egen läkeförmåga

Christian Göritz är särskilt intresserad av ett område som kallas regenerativ medicin, som handlar om hur man kan stimulera kroppens egen förmåga att reparera skadad vävnad eller skadade organ.

Oavsett var och hur en skada uppstår reagerar kroppen med att sätta igång en läkemekanism i syfte att försegla såret. Ofta är det odramatiskt, till exempel om man hackar grönsaker och råkar skära sig i fingret.

– Vi får ett ärr på fingret och det påverkar oss inte så mycket. Kanske tappar vi känseln ett tag. Men när det centrala nervsystemet påverkas kan funktionsförlusten bli enorm och ärrvävnad är ett mycket större problem.

De nervfibrer som ska transportera information från punkt A till punkt B störs. När de försöker återskapa funktioner hindras de av den ärrvävnad som bildas. Man kan likna det vid ett vägarbete som aldrig blir klart och där ärrvävnaden ligger kvar som ett betongblock – mitt i gatan.

Länge visste man inte vilka celler som utgör ursprunget till ärrbildningen, men för drygt tio år sedan gjorde Göritz ett grundläggande fynd. Forskningen indikerade att en liten grupp av så kallade perivaskulära celler ger upphov till fibrotisk ärrvävnad.

– I vanliga fall finns de här cellerna i väggen i små blodkärl. Men när en skada inträffar i det centrala nervsystemet förökar de sig och flyttar till det drabbade området.

Vill styra ärrbildningen

Upptäckten publicerades i tidskriften Science 2011 och blev en utgångspunkt för fördjupad forskning. Som Wallenberg Academy Fellow fortsätter Christian Göritz att studera dessa celler. Det står klart att de är nödvändiga för att försegla sår. Nu är förhoppningen att få fram ledtrådar som gör det möjligt att kartlägga läkeprocessen vid ryggmärgsskador med målet att så småningom kunna ta kontroll över och styra ärrbildningen.

– Vi vill inte helt ta bort den här reaktionen, för det vore medicinskt dåligt. Vi vill behålla de positiva effekterna och ändå få bort ärrvävnaden. Det skulle vara idealiskt.

I labbet arbetar Göritz och hans forskargrupp med att identifiera de mekanismer som ligger bakom ärrvävnaden. Med hjälp av genetiskt modifierade möss har de också hittat ett sätt att experimentellt minska ärrbildningen.

– Då såg vi att vissa nervfibrer klarar av att växa genom skadan och kan återställa synapser till andra nervceller. Och viktigast av allt: detta visar sig också förbättra återhämtningen av motoriska funktioner hos mössen efter ryggmärgsskada.

Fyndet publicerades i tidskriften Cell 2018 och ses som ett lovande steg mot framtida behandlingsmöjligheter.

– Vi ser det som en viktig principiell studie.

Translationsstudier

Nästa steg för forskarna är att studera ärrvävnad från patienter. Preliminära resultat visar att samma typ av perivaskulära celler också finns i människans centrala nervsystem och att liknande ärrvävnad bildas vid olika skador, däribland ryggmärgsskada, stroke och MS.

– Vi avslutar för närvarande en omfattande studie som jag är mycket stolt över. Vi har lagt ner mycket jobb på att undersöka fibrotisk vävnadsbildning i centrala nervsystemet i olika skademodeller hos möss, och har jämfört våra resultat med liknande skador hos människor.

Forskarna vill förstå vilka molekylära mekanismer som är involverade. Jämförelsen av olika skademodeller är till hjälp för att identifiera de viktiga faktorer som är gemensamma för de flesta skador.

– Jag tror att principerna är desamma – samma celler och molekyler. Men timingen, fördelningen av celler och kombinationen av molekyler kan skilja sig åt mellan olika skador. Det är som glass fast i varierande smaker.

”Wallenberg Academy Fellow är en kvalitetsstämpel och en bekräftelse på att man bedriver excellent forskning. Det är en särskild ynnest att få ett förlängt anslag i hård konkurrens med många framstående forskare. Anslaget har gett mig en långsiktig finansiering som har möjliggjort en stabil forskningsmiljö och säkerställer en kontinuitet av högkvalitativ forskning.”

Forskningen inrymmer en stor medicinsk potential, men det är en balansgång att berätta om framsteg utan att framkalla överdrivna förväntningar.

– Ryggmärgsskada är ett fruktansvärt tillstånd och jag får ofta e-brev från patienter som söker hjälp. Även om vårt mål är att utveckla en behandling, så försöker jag i så milda ord som möjligt förklara de etapper som forskningen innebär. Det är en lång väg från grundläggande forskning till en behandling som så småningom kan implementeras i sjukvården.

Text Nils Johan Tjärnlund
Bild Erik Cronberg, Magnus Bergström