NTB_1034736382_web
Forskningen kan komme personer til gode som ha vært utsatt for ulykker, som sitter i rullestol, eller har sykdommer som hindrer mulighetene til fysisk utfoldelse. Men også de som generelt responderer dårlig på trening. Foto: Scanpix/Shutterstock

Vil etterligne treningseffekt med genterapi

Genterapi er den mest effektive metoden for å kunne gi helsegevinster man normalt får gjennom fysisk trening. Denne måten å «trene» på vil kunne være til hjelp for de som ikke kan trene på vanlig måte.

Det høres for godt ut til å være sant – og er det også. Men Jose Bianco Moreira og forskningsgruppen CERG ved NTNU er overbevist om at en del av de positive helseeffektene av fysisk trening kan oppnås med genterapi og medisiner.

– Dette handler ikke om friske folk og alle som kan trene. De må naturligvis trene, sier forsker Jose Bianco Moreira. Sammen med kolleger ved Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk studerer han virkningen trening har på cellene våre.

De som ikke kan

– Men det finnes noen som ikke kan trene, eller bare på en begrenset måte. Personer som ha vært utsatt for ulykker, som sitter i rullestol, eller har sykdommer som hindrer mulighetene til fysisk utfoldelse. Vi ønsker å skape håp for disse menneskene.

Bildet viser Jose Bianco Moreira

Jose Bianco Moreira har stor tro på at genterapi, i alle fall delvis, vil klare å gjenskape de gunstige helseeffektene av trening. Foto: NTNU

– Det er også en liten gruppe friske mennesker som får veldig liten effekt av fysisk trening, low responders, og som ville hatt nytte av en metode som virket på cellenivå, sier Moreira.

Cellene er nøkkel

Mens mye forskning bekrefter helsegevinster av fysisk trening, er det lite kunnskap om hva det er som skjer i cellene som gir de positive effektene.

– Forskningen internasjonalt på dette feltet er fersk. Vi har bare skrapet i overflaten, sier forskeren.

– Mer kunnskap om hva som skjer på cellenivå vil være viktig for oppdagelser av medisiner og behandling av hjertesykdom, tror vi. Min gruppe studerer gener, proteiner og mitokondrier som produserer energi, og er sentral i kjemiske prosesser i cellene.

Genterapi brukes

Jose Bianco Moreira tror genterapi er den mest effektive metoden for å kunne reprodusere helsegevinster man normalt får gjennom fysisk trening.

En medisin som benytter genterapi er allerede i bruk for den meget alvorlige sykdommen spinal muskelatrofi, som fører til muskelsvinn. Medisinen bruker et harmløst virus til å levere en kopi som erstatter det ødelagte motornevrongenet til pasientene.

Denne formen for terapi kan hemme eller forsterke uttrykket til et gen. Dette er en svært kostbar medisin, og er ikke forsøkt, for eksempel, mot hjertesykdom.

CRISPR kommer

Moreira tror CRISPR vil bli fremtidens metode for genterapi. Denne metoden for å redigere genene vil revolusjonere svært mye av sykdomsbehandlingen, mener han. 

– CRISPR er lettere å bruke, raskere og billigere enn dagens genterapi, som bare demper eller forsterker uttrykket til et gen. Potensialet er nærmest grenseløst. CRISPR kan endre selve genet. Deler av genet som ikke fungerer ordentlig, byttes ut med velfungerende deler. 

Forsøk på rotter og mus har vist at metoden virker. Det er også gjort forsøk på menneskelige celler i laboratoriet som bekrefter virkningen, men ennå er den ikke prøvd ut på mennesker.

– Hvor langt fremme ligger genredigering som behandling?

– Jeg er optimist hvis jeg sier 10-15 år. Dette må prøves ut i store kliniske studier.

Permanent kur

Moreiras forskningsgruppe har benyttet CRISPR i sin forskning, men resultatene er ikke klare for offentliggjøring ennå.

– Vi mener genterapi er den mest kraftfulle metoden fordi pasienten ikke trenger å ta en pille hver dag. Vanligvis vil genterapi endre genet for alltid, kanskje med en injeksjon eller to. Utfordringen er å finne det riktige genet som trenger endring, og en effektiv metode for å reparere det.

Bildet viser hjerteceller dannet av stamceller. Cellekjernen vises som blå. Stamcellene grønne.

NTNU-forskerne har identifisert et protein som hjertesyke rotter har et underskudd av, men som øker når rottene trenes. Bildet viser hjerteceller. Foto: NTNU

NTNU-forskerne fokuserer på hjertet. De har identifisert et protein som hjertesyke rotter har et underskudd av, men som øker når rottene trenes.  

– Klarer vi å øke mengden av dette proteinet gjennom genterapi, har vi klart å styrke muskelcellene og kopiert litt av de positive effektene med fysisk trening, sier Moreira.

Medisiner

Medisiner er en mulig annen metode for å etterligne effektene av trening.  Kanskje har vi allerede medisiner som klarer å gjenskape noe av den positive effekten på hjertet.

– Forskningen har fått kraftige teknologiplattformer for å finne frem til mulige andre bruksområder for medisiner vi har. Et problem er naturligvis at medisin er kjemi som påvirker hele kroppen, ikke bare organet du vil hjelpe. Kanskje kan noe som er bra for hjertet, slå uheldig ut for leveren, for eksempel. Sammenlignet med genterapi er naturligvis potensialet for medisiner adskillig mer begrenset.

Finne «angrepsmål»

Da forskergruppen ved NTNU startet, visste de ikke hvilke gener som ble påvirket av trening. Forsøk ble gjennomført der rotter med hjertefeil gjennomgikk trening. Etterpå ble hjertene fjernet og undersøkt. Så ble hjertene sammenlignet med hjerter fra andre hjertesyke, utrente, rotter. Etterpå ble hjertene fra de hjertesyke, trente og utrente, rottene sammenlignet med friske rottehjerter.

– Vi så at gener var endret hos de hjertesyke rottene, men oppdaget at noen av dem ble reparert hos rottene som hadde trent. På denne måten finner vi frem til gener som vi kan sikte oss inn på. Gjennom målinger kan vi finne ut hva trening forandrer på cellenivå, forteller Jose Bianco Moreira.

NTNU-forskerne samarbeider med Johan Aurwerx og hans gruppe ved École Polytechnique Fédérale i Lausanne.

Referanse: Jose B. N. Moreira, Martin Wohlwend, Ulrik Wisløff:  Exercise and cardiac health: physiological and molecular insights  Nature Metabolism