Maria Falkenberg har länge fascinerats av mitokondrier. Dessa små enheter i våra celler har en mängd viktiga funktioner, och kallas ibland för cellernas kraftverk eftersom de omvandlar det vi äter till den energi som kroppen behöver. Det som är unikt med mitokondrierna är också att de har sin egen arvsmassa – eller DNA – som skiljer sig från cellkärnans DNA.

Men när något går fel och mitokondrierna inte fungerar som de ska, kan det leda till sjukdomar. Detta beror ofta på problem i kopieringen av mitokondriellt DNA (mtDNA) som uppstår när arvsmassan förnyas.

De här processerna fångade Maria Falkenbergs intresse för snart 30 år sedan, och har varit hennes stora forskningsfokus sedan dess.

– Vid den här tiden var väldigt lite känt om mitokondrierna, och det fanns nästan ingen som hade forskat om mtDNA – replikering. Min forskargrupp var bland de första att ta sig an området, och har blivit en av de ledande i fältet, säger hon.

Flera orsaker och symptom

En av gåtorna som fortfarande förbryllar forskarna är att mitokondriella sjukdomar kan ha så många olika orsaker och symptom. Det gäller även i de fall då genförändringarna, eller mutationerna, har skett i samma gen.

– Därför är det så viktigt att förstå i detalj hur kopieringen av arvsmassan i mitokondrierna går till. Detta är vårt stora forskningsmål, för det är fortfarande mycket vi inte vet om processerna. Och när kunskap saknas, vet vi inte hur vi ska attackera eller undvika sjukdomarna, säger hon.

Mitokondriella sjukdomar är svåra sjukdomar som gradvis bryter ner vävnader, organ eller kroppsfunktioner. Framför allt påverkas vävnader och organ som behöver mycket energi, till exempel musklerna och hjärnan. Sjukdomarna är ovanliga var och en för sig, men inte som grupp. Idag drabbas ungefär en av 5000 människor världen över av någon mitokondriell sjukdom, varav många är dödliga. Vissa bryter ut vid födseln, andra betydligt senare, och ännu finns varken bot eller effektiva behandlingar.

Maria Falkenberg är väl insatt i de olika sjukdomarna och dess konsekvenser. Genom åren har hon haft kontakt med patienter och stödföreningar, men också biomedicinska företag som strävar efter att omsätta forskningskunskap på området till läkemedel. 

– För mig är slutmålet tydligt. Allt vi gör, gör vi för att det ska gå att hitta botemedel mot de här sjukdomarna. Jag hoppas att den grund vi bygger med vår forskning en dag leder till det målet. Det vi jobbar med känns så viktigt, och det gör arbetet väldigt motiverande, säger hon.

Vill öka nivån av frisk arvsmassa

Hos patienter med mitokondriella sjukdomar har det uppstått mutationer under den kopiering av arvsmassan som sker vid cellernas förnyelse, vilket har lett till alltför låga nivåer av friskt mtDNA. Att ha tillräckligt många friska mtDNA-kopior har visat sig vara viktigare än hur mycket muterat mtDNA som finns. Det öppnar för nya angreppssätt av sjukdomarna.

– De sjuka mtDNA-kopiorna brukar inte vara dominanta, och sjukdomen uppkommer för att det finns för få friska mtDNA-kopior. Därför gäller det att öka alla kopior, för att höja nivån av friskt mtDNA, säger hon.

Just detta, att öka kopietalet av friskt mtDNA i cellen, är en av nyckelprocesserna i kampen mot sjukdomarna som Maria Falkenbergs forskarteam ska utforska vidare. Forskarna har redan gjort försök med djurmodeller och modellsystem i provrör, där de hittade vägar för att få upp de friska mtDNA-nivåerna i cellerna.

Under projektet ska de ta sig an flera obesvarade frågor, bland annat varför DNA-replikeringen i mitokondrierna ibland ger upphov till förkortade varianter av mtDNA.

– Syftet med alla frågor vi ställer är att kartlägga varje steg, varje aspekt av de grundläggande mekanismerna bakom arvsmassans kopiering. Den kunskapen behövs för att förstå hur och var vi kan dyka in i processerna och skapa läkemedel som gör skillnad för patienterna, säger hon.

För mig är slutmålet tydligt. Allt vi gör, gör vi för att det ska gå att hitta botemedel mot de här sjukdomarna.

Maria Falkenbergs forskarteam har haft sitt största fokus på mitokondriella sjukdomar kopplade till en särskild gen: POLG-genen. Men forskningsresultaten kan få en ännu vidare betydelse. 

– Vi hoppas att vår grundforskning ska öka förståelsen för flera av de mitokondriella sjukdomarna. Dessutom tror vi att den kan ge viktiga insikter om processer kopplade till åldrandet. Mängden friskt mtDNA sjunker när vi blir äldre och har kopplats till ålderssjukdomar som Parkinson och diabetes, säger hon.

Mer ett intresse än ett yrke

Maria Falkenberg kommer inte från någon akademikerfamilj och hade aldrig någon plan att bli forskare. Men när hon väl mötte forskarvärlden kändes yrkesvalet helt rätt.

Att forska är så roligt, påpekar hon, att det ibland kan vara svårt att släppa det när hon är ledig.

– Min dotter kan säga till mig vid köksbordet att det är dags att sluta prata om min forskning. Det är helt enkelt väldigt kul att komma till jobbet! Egentligen känns det inte ens som ett jobb, utan mer som ett intresse som ger mig möjlighet att vara nyfiken, testa mina idéer och se spännande resultat, säger hon.

Text Ulrika Ernström
Bild Johan Wingborg