Forskningsprojekt i Bergquists grupp
Inom vårt forskningsområde möts olika ämneskompetenser för att gemensamt utveckla morgondagens analysverktyg för att studera biologiska förlopp vid t.ex. sjukdomar. Forskningen har främst inriktats på att förstå vad som händer hos patienter som lider av olika neurodegenerativa sjukdomar som Parkinsons, Alzheimers, amyotrofisk lateral skleros (ALS) och multipel skleros (MS). Vi studerar dessa fenomen i bl.a. hjärnvävnad och cerebrospinalvätska.
Steget från den medicinska neurovetenskapen till den analytiska kemin är inte så stort, särskilt inte inom ämnet neurokemi, där båda disciplinerna är av stor betydelse. Tanken med den typ av analyser som gruppen arbetar med är att hitta metoder för att kunna mäta endogena (kroppsegna) substanser som kan fungera som biomarkörer för tidig diagnos och bidra till förståelse av vad som inleder ett sjukdomsförlopp. Vi mäter inte bara enskilda substanser utan försöker dessutom kartlägga mönster och följa hur dessa förändras vid sjukdom. Vår specialitet är analys av cerebrospinalvätska och dess kemiska sammansättning.
Analytisk neurokemi och klinisk kemi
Vi kan med dagens tekniker kartlägga människans hela genuppsättning (genomet) och på så sätt hitta mutationer och genuttryck som leder till ökad risk för vissa sjukdomar. Dessa ärftliga former (familjära) svarar dock bara för ca 20 % av sjukdomsfallen inom de sjukdomar vi studerar. Resterande sporadiska former kan inte förklaras på gen-nivå. För att kunna upptäcka dessa sjukdomsfall på ett tidigt stadium behöver vi hitta markörer på protein-, peptid- eller metabolitnivå. Därför ägnar vi oss åt s.k. proteomik- eller metabolomikstudier, där vi undersöker proteininnehållet respektive förekomsten av olika metaboliter i vävnader och kroppsvätskor.
Det mänskliga genomet skulle i princip kunna koda för över 1 000 000 proteiner om vi tar hänsyn till alla posttranslationella modifieringar som kan uppstå (över 450 olika som är kända idag). Vid sjukdom kan proteinnivåerna variera snabbt och de kan även påverka andra proteinkomplex genom indirekta mekanismer. Vi drar därför nytta av modern proteomikmetodik såsom selektiv provberedning, vätskebaserad multidimensionell separation och högupplösande masspektrometri för att generera biokemiska mönster av protein- och peptidinnehållet i proverna. Genom att jämföra mönster från patienter med vissa sjukdomar med friska individer eller till och med följa samma individ under behandlingen (t.ex. pre- och postoperativt eller pre- och postmedicinering) kan vi identifiera potentiella biomarkörer för sjukdomen. Även förekomsten av metaboliter som aminosyror, aminer, sockerarter, kolhydrater, steroider och lipider förändras snabbt som svar på sjukdom, mat- och läkemedelsintag, fysisk aktivitet, etc. Det gör det möjligt att kombinera proteomikanalyser med metabolomikanalyser där vi använder liknande metodik för att studera förändringar i metabolomet.
När vi har identifierat biomarkörer för en viss sjukdom och fastställt hur mönstret av dessa markörer skiljer sig mellan sjuka och friska individer kan mönstret användas som ett diagnostiskt verktyg. Det är också möjligt att förenkla analyserna genom att mäta enbart de biomarkörer som vi vet är betydelsefulla för den aktuella sjukdomen och att vidareutveckla metoderna så att biomarkörerna kan detekteras redan vid de mycket låga nivåer som förekommer tidigt i en sjukdomsprocess.
Vi har specialiserat oss på studier av hjärnvävnad och cerebrospinalvätska (likvor eller ryggmärgsvätska), men det är också ofta möjligt att följa dessa förändringar i t.ex. icke-invasiva eller låginvasiva prover som torra blodfläckar, saliv eller urin. Avgörande för vår framgång i jakten på biomarkörer är att vi idag arbetar tillsammans med duktiga kliniker som kan förse oss med kliniskt material av hög kvalitet från väldiagnosticerade patienter.
