Behovet av att hitta nya läkemedel för behandling av smärta är stort. Patrik Ernfors forskargrupp tar hjälp av den senaste tekniken för att förstå hur smärtceller ser ut och beter sig. Förhoppningen är att detaljkunskap om de nervceller som orsakar olika smärttillstånd kan bana väg för skräddarsydda mediciner i framtiden.
Projektanslag 2016
Decomposition of pain into cell types
Huvudsökande:
Patrik Ernfors, professor i vävnadsbiologi
Lärosäte:
Karolinska Institutet
Beviljat anslag:
17,2 miljoner kronor under fem år
– Det sensoriska nervsystemet är väldigt spännande. Bara i handen har vi massor av sensoriska trådar i huden som gör att hjärnan kan få taktil information, det vill säga känna om en yta är slät eller skrovlig till exempel, säger Patrik Ernfors samtidigt som han stryker med handen över bordsytan.
Han är professor i vävnadsbiologi på Karolinska Institutet och har ett stort intresse för vilka mekanismer som styr olika nervcellers bildning och funktion. I ett femårigt projekt som har anslag från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse står smärtceller och deras kommunikation med varandra i fokus. Patrik Ernfors och hans forskargrupp hoppas kunna identifiera det exakta cellulära ursprunget till smärta vid olika smärttillstånd.
Det är grundforskning, men nyttan kan i förlängningen bli betydande. Smärta orsakar mycket lidande och samhällskostnaderna för vård och arbetsfrånvaro är höga. Ungefär var femte person över 20 år har ständig smärta och sju procent har en smärta som är funktionsnedsättande, berättar Patrik Ernfors. De läkemedel som står till buds idag, framförallt vid kronisk smärta, är inte tillräckliga.
– De sänker smärtupplevelsen men de botar inte, och de fungerar bara på hälften av dem som tar dem. För att kunna skapa nya, riktade läkemedel, måste man förstå vad som gått fel när det uppstår smärta. Den kunskapen saknas idag. Vi kommer inte kunna lösa allt, men förhoppningsvis lyckats vi identifiera några specifika celltyper och deras roll vid smärta.
Djurmodeller ger svar
Sensoriska nerver finns i de flesta organ och vävnader i vår kropp. När dessa nerver upptäcker skador och inflammationer för de informationen vidare till ryggmärgen som kodar den och skickar signaler till hjärnan. Kronisk smärta orsakas av en onormal aktivitet i sensoriska celler, förklarar Patrik Ernfors.
– Vi vill ta reda på vilka smärtceller det är som blir överaktiva och hur kodningen i ryggmärgen går till. Vår hypotes är att smärta orsakas av många olika mekanismer. Till exempel kan akut smärta starta från en typ av nervcell, medan kronisk smärta startar från en annan typ av nervcell.
Forskningsfältet stod i princip still i tre decennier, men är sedan några år tillbaka mycket framgångsrikt. Det som satte fart på forskningen är nya metoder som gör det möjligt att skapa genetiskt modifierade möss, så kallade musmodeller, där man kan stänga av och slå på celler för att förstå deras funktion.
I labben använder sig Patrik Ernfors forskargrupp av flera avancerade tekniker. En av dem är encellsanalys, där enskilda celler som sorterats ut från levande vävnad kan studeras. De tittar på celler både i dorsalrotsgangliet, det vill säga de sensoriska nervcellerna ute i kroppen som förmedlar information in till ryggmärgen, och i själva ryggmärgen.
– Nästa steg är att försöka förstå hur de är hopkopplade med varandra.
Karta över smärtceller
Spännande data om smärtceller i det sensoriska gangliet finns redan framtagen. Och man har hunnit komma en bit i kartläggningen av ryggmärgen.
– Det är ett jättearbete. Vi har studerat över 2000 celler och hittat ungefär 30 typer av celler som är smärtceller i djurmodellerna. Ungefär hälften av dem stänger av andra nervceller, och den andra hälften aktiverar andra nervceller. Nu försöker vi göra en fysisk karta över var cellerna rent anatomiskt finns i ryggmärgen.
I projektet ingår också att sekvensera, det vill säga genetiskt kartlägga, makakapor.
– Hittar vi en celltyp i mus som är kritisk för ett visst smärttillstånd så kan vi gå vidare till vår data om makaken. Finns då samma typ av nervceller i apan är sannolikheten stor att det ser likadant ut i människa.
Arbetet i labben genererar enorma mängder data att hantera och tolka.
– Vi kan inte studera alla celltyper. Så det blir en stor utmaning att välja vilka vi ska fokusera på för att hitta generella principer för hur det här fungerar. Kan vi förstå den molekylära identiteten på specifika smärtceller kan det i framtiden ge läkemedel som hämmar cellerna och bromsar smärtan.
Helt ny kunskap
Patrik Ernfors och hans kollegor har i tidigare studier identifierat en beröringscell som kan ändra funktion och istället förmedla smärta.
– Vid nervsmärta går den här sensoriska nervcellen från att sända beröringsinformation till att sända smärta, det är otroligt intressant. Det kan förklara det man i läroböcker kallar sänkning av smärttröskeln. Ur vårt molekylära perspektiv handlar det snarare om ett byte av nervcellens funktion.
Som sagt, för bara 5-10 år sedan fanns inte tekniken att göra den här sortens studier. Patrik Ernfors är exalterad över möjligheterna som har öppnat sig.
– Det känns som vi snart kommer förstå något som varit ett frågetecken i hundra år, och det är vad alla forskare drömmer om.
Text Susanne Rosén
Bild Magnus Bergström
