”Hunden är människans bästa vän” är en ofta upprepad fras och kanske har uttrycket mer fog för sig än någonsin. De senaste årens studier av arvsmassan hos hund har visat på stora likheter mellan hund och människa. Nu vill forskare studera hundens genetik och hjärna på djupet för att bättre förstå uppkomsten av olika folksjukdomar.
Projektanslag 2018
Deciphering the role of functional constraint and convergent evolution on genome regulation
Huvudsökande:
Professor Kerstin Lindblad-Toh
Medsökande:
Karolinska Institutet
Patrick Sullivan
Lärosäte:
Uppsala universitet
Beviljat anslag:
28,1 miljoner kronor under fem år
De bevingade orden om hunden som människans bästa vän kan tillskrivas kung Fredrik den store av Preussen på 1700-talet. Men då hade hunden redan i tusentals år varit ett älskat sällskapsdjur och gjort nytta som bland annat jakthund och vakthund. De äldsta fynden av skelett från tamhund kan spåras tillbaka till stenåldern.
Hundens mångtusenåriga relation till människan gör det intressant att studera likheter och olikheter mellan hundar och människor. Många hundraser drabbas av samma sorts sjukdomar som människan, till exempel cancer och hjärt- och kärlproblem. Men det är först nu, med vår tids storskaliga DNA-forskning, som det är möjligt att upptäcka förändringar i arvsmassan som ger upphov till sjukdomar.
Kerstin Lindblad-Toh är professor i komparativ genomik vid Uppsala universitet och leder ett forskningsprojekt finansierat av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse. I de gigantiska mängderna data söker hon mönster med målet att bättre förstå arvsmassan.
– Om vi kan hitta mutationer i arvsmassan som orsakar olika egenskaper eller sjukdomar så kan vi på lång sikt bidra till utvecklingen av nya och bättre läkemedel.
Fokus på hjärnan
Lindblad-Toh är en av portalfigurerna i den internationella genomforskningen och ledde kartläggningen av musens och hundens arvsmassor redan i början av 2000-talet. Då förstod hon att hunden skulle kunna fungera som en sjukdoms- och beteendemodell – och nu har tekniken hunnit ifatt.
– Vi börjar äntligen komma till en punkt där vi kan jämföra genetiska och fysiologiska aspekter av hjärnans funktion både hos människor och hundar.
Idag används ofta musens hjärna som sjukdomsmodell, men musens hjärna är mycket mindre än människans. Förhoppningen är att en detaljerad kartläggning av hundens hjärna ska ge helt nya insikter.
– Vi tror att hundens hjärna är ganska lik människans. Hunden är social och kan interagera och kommunicera. Genom nya metoder som enkelcellsanalys kan vi bland annat studera olika delar av hjärnbarken, som är involverade i beslut som styr interaktion och beteende.
Snabbspår för medicinsk forskning
Hunden kan användas som ett snabbspår för att förstå mer om människans sjukdomar. Medan det kan krävas hundratusentals patienter för att hitta gener som styr schizofreni eller depression, så räcker det med hundratals eller kanske något tusental individer för att göra motsvarande studier på hund.
En bakgrund till att många folksjukdomar återfinns i hund är det nära umgänget med människan. Genom strikt avel har människan önskat forma hunden utifrån olika ideal. Men när man selekterar en gen för ett visst utseende eller beteende så kan den ibland påverka andra vävnader i kroppen och skulle då kunna förorsaka till exempel cancer. En annan förklaring kan vara att människans ingripande har satt det naturliga urvalet mot dåliga mutationer ur spel, något som istället lett till att sjukdomsgener hos hunden har kunnat bevaras och även anrikas.
– En stor del av sjukdomarna kan förklaras med genetik – att det har anrikats vissa varianter som inte är jättebra för överlevnad, men som på något sätt har varit önskvärda för utseende eller beteendet, säger Kerstin Lindblad-Toh.
Redan nu finns resultat som visar på genetiska riskfaktorer för bland annat tvångssyndrom och den autoimmuna sjukdomen SLE hos hund och som även kan kopplas till människa.
– Vi är tacksamma för att det finns många hundägare som trots den stundvis starka emotionella påfrestningen vill att hundarna ska delta i våra studier. En viktig del av vårt jobb är också att ta fram resultat som kan ge bättre diagnosticerings- och behandlingsmetoder för hundar med sjukdomar.
Kartlägger DNA hos flera hundra däggdjur
Utöver hunden är Lindblad-Toh involverad i många genkartläggningar. De senaste åren har hon sekvenserat över 200 däggdjur och nu pågår bearbetningen av enorma mängder data för att göra jämförande studier.
Särskilt studerar forskarna områden i arvsmassan som har bevarats intakta under evolutionens gång – det rör sig om cirka 10 procent av hela arvsmassan. Men de tittar även på områden som har förändrats extra snabbt i hund eller människa. De vill identifiera regioner i arvsmassan som är särskilt betydelsefulla för ett visst beteende eller vissa sjukdomar.
– Det är nu som det svåra jobbet blir än mer krävande – vi måste förstå exakt vilka bokstäver i arvsmassan som är funktionella. Låt säga att vi hittar en region utanför en gen och ser tio olika mutationer, men vi vet inte vilken eller vilka mutationer som orsakar sjukdomen. Det är ett av de krux vi ofta ställs inför.
En lösning går ut på att studera data från funktionell genomik i hundens hjärna för att se vilka gener som slås på och av i olika delar av hjärnan. För forskarna innebär det ett tålmodigt detektivarbete.
– Man får försöka plocka isär och titta närmare på varenda liten pusselbit, vilket inte alltid är så lätt när man är ivrig att göra många saker samtidigt, säger Kerstin Lindblad-Toh och skrattar.
Text Nils Johan Tjärnlund
Bild Magnus Bergström
