Efter flera år som forskare i USA har Linda Johansson återvänt till Göteborgs universitet. Här har hon valt att inrikta sig på en speciell nisch: hur melatonin påverkar kroppen på cellnivå. 

Melatonin är ett hormon som utsöndras från hjärnan och bidrar till att reglera dygnsrytmen. Halterna av melatonin påverkas av ljuset och är normalt som störst i nattens mörker. Men dygnsrytmen kan rubbas på grund av vår livsstil.

– Ett exempel som ofta nämns är skiftarbete, men även att många idag inte jobbar i dagsljus eller vistas ute i solen.

Användningen av mobiltelefoner och andra elektroniska skärmar påverkar också hur vi utsätts för ljus, vilket kan försämra sömnen. Dålig sömnkvalitet kan i sin tur vara en riskfaktor för sjukdomar, som till exempel typ 2-diabetes.

I hela världen är typ 2-diabetes en växande sjukdom som slår brett mot folkhälsan. Oftast förknippas diabetes med en ohälsosam livsstil orsakad av till exempel rökning, onyttig mat, stillasittande och dålig sömn. Men det är inte hela förklaringen, säger Linda Johansson.

– Det finns ett stigma runt typ 2-diabetes att det är ens eget fel med ett ohälsosamt leverne. Men det är inte så enkelt. Typ 2-diabetes är en mångfacetterad sjukdom som även har genetiskt underliggande orsaker. 

Vi hoppas att vår forskning ska ligga till grund för utvecklingen av bättre läkemedel som binder mer selektivt till rätt måltavla och som orsakar färre biverkningar.

Genetiska faktorer

Mer forskning behövs om de genetiska faktorerna. Linda Johansson undersöker en länk mellan typ 2-diabetes och melatonin. På senare år har studier visat att personer med genetiska förändringar i de mottagare, receptorer, som finns i kroppen för melatonin utvecklar typ 2-diabetes oftare än andra. Därför är det av stort intresse att så detaljerat som möjligt utforska denna mekanism.

– Vi hoppas att vår forskning ska bidra till en ökad förståelse om hur receptorerna för melatonin är involverade i uppkomsten och utvecklingen av typ 2-diabetes.

Receptorerna för melatonin sitter på ytan av celler, och det finns två olika varianter hos människan. Redan för några år sedan lyckades Linda Johansson ta fram högupplösta bilder av receptorerna var för sig med hjälp av röntgenkristallografi. Metoden går ut på att använda kristaller av nanostorlek innehållande de receptorer som ska avbildas.

Tack vare de tredimensionella strukturerna var det möjligt att visa hur befintliga läkemedel mot sömnsvårigheter binder till receptorerna. Det gick också att visa på nya potentiella läkemedelskandidater.

Nu är hon framme vid nästa steg. De båda receptorerna ”pratar” gärna med varandra och kan bilda ett komplex i cellmembranet. Tanken är att studera strukturen och funktionen hos detta komplex. Samspelet mellan receptorerna har stor påverkan på cellen, förklarar Linda Johansson.

– Komplexet får helt andra egenskaper och effekter jämfört med när receptorerna agerar på egen hand. Vi vet att när de går ihop så uppstår en annan signalväg och det ger upphov till en annan respons i cellen.

I forskningen ingår att ta reda på mer om de ovannämnda genetiska förändringar som kopplas till typ 2-diabetes. En fråga är hur förekomsten av sådana mutationer påverkar signaleringen och därmed även hur sömnhormonet aktiveras. Fynden kan bidra till ny kunskap om kopplingen mellan typ 2-diabetes och melatonin.

– Det här är undersökningar som jag kan göra tack vare anslaget Wallenberg Academy Fellow. Det betyder väldigt mycket för att man ska vidga sina vyer i forskningen och våga bryta ny mark.

Svårfångade receptorer

Men receptorerna är svårfångade. Komplexet rör sig gärna och ändrar form. Det kan växla mellan olika lägen, vilket också är en del av funktionen. Sammantaget innebär det en stor utmaning att bestämma strukturen. Metodutveckling är därför en viktig del av forskningen. 

Tekniken som används är kryoelektronmikroskopi som kan leverera extremt högupplösta bilder av komplexet på atomär nivå. 

– Vi har utvecklat en metod för att studera komplexet i membranet hos levande celler och vi kan också isolera komplexet för att göra strukturella studier. De strukturer vi tar fram har ingen annan tagit fram förut, och vi får hela tiden pröva oss fram. Det finns inget att kopiera. 

Nya läkemedel

Resultaten kan öppna för en helt ny typ av läkemedelsforskning som inriktas mot receptorkomplex, i stället för individuella receptorer. Det kan leda fram till nya läkemedel både mot insomningssvårigheter och kanske i framtiden mot typ 2-diabetes.

– Vi hoppas att vår forskning ska ligga till grund för utvecklingen av bättre läkemedel som binder mer selektivt till rätt måltavla och som orsakar färre biverkningar.

Redan som student hade Linda Johansson en forskarbana i sikte. Under sin karriär har hon gått från naturvetenskaplig till medicinsk fakultet, ett miljöombyte som hon anser är berikande.

– Det är spännande att gå till jobbet varje dag. Och jag tycker det är väldigt roligt att få arbeta med forskningsfrågor som har en påtaglig nytta för människan. Samtidigt ser jag många outvecklade synergier mellan naturvetenskap och medicin som jag gärna vill bidra till att bygga ihop.

Text Nils Johan Tjärnlund
Bild Johan Wingborg