På leting etter "MS-gener"

08.02.2005 15:16 - Hanne Flinstad Harbo, spesialist i nevrologi ved Rikshospitalet

Det er flere gener (arvestoff) som sammen bidrar til den arvelige disposisjonen ved MS. Disse genene er sannsynligvis normale gener, men de forekommer i en uheldig kombinasjon. Fordi mange gener disponerer for sykdommen, er det liten sannsynlighet for at en person skal arve alle de sykdoms-disponerende genene samtidig fra begge foreldrene. Det gjør at sykdommen er lite arvelig. Genforskning ved MS er imidlertid en god metode for å prøve å påvise noen av faktorene som bidrar til utvikling av sykdommen. Målet med denne forskningen er å finne hvilke molekyler det er som er involvert i utviklingen av MS. Når man vet det, står vi mye bedre rustet til å utvikle bedre metoder for diagnostikk og behandling.

Det pågår nå store internasjonale forskningsprosjekter som vil prøve å kartlegge bedre de genetiske faktorene som disponerer for MS. Vi i Norge har fått muligheten til å ta aktivt del i disse spennende samarbeidsprosjektene, fordi vi gjennom flere år både har samlet inn et stort materiale av blodprøver fra MS-pasienter og friske kontrollpersoner, og fordi vi har erfaring fra arbeide med MS-genetikk gjennom mange år. Vi er stadig på leting etter "MS-gener".

Identifikasjon av MS-disponerende gener ved Immunologisk institutt, Rikshospitalet

Ved Immunologisk institutt (IMMI) på Rikshospitalet (tidligere Institutt for transplantasjonsimmunologi) har man gjennom de siste 15 årene arbeidet med prosjekter som har hatt som mål å identifisere noen av årsaksfaktorene ved MS. Mange av prosjektene har vært utført i nært samarbeid med professor dr. med. Bodvar Vandvik og overlege Elisabeth Gulowsen Celius med Nevrologisk avdeling ved Ullevål sykehus. Professor Frode Vartdal og førsteamanuensis Anne Spurkland gjorde fra 1989 og utover flere sentrale studier som har vært med å påvise at MS er forbundet med visse vevstype-gener, sannsynligvis i hovedsak HLA DQ (1).

I 1996 ble "Den nordiske gruppen for studier av MS-genetikk" formelt etablert med deltagende forskningsgrupper fra Danmark, Sverige, Finland og Norge. Den nordiske gruppen fikk støtte fra EU til sin forskning, og unge nevrologer fra de nordiske landene ble ansatt som stipendiater i dette prosjektet. Undertegnede var en av disse, og som nyutdannet nevrolog begynte jeg med full tids MS-forskning på Immunologisk institutt ved Rikshospitalet i 1997. Siden har jeg fortsatt i et doktorgradsprosjekt med stipend fra Stiftelsen Helse og Rehabilitering i perioden 1999-2001, som ble innvilget med støtte fra Norsk forening for Multippel Sklerose. Og jeg er stadig på leting etter "MS-gener"……

Hvorfor genforskning ved MS?

Fordi genene (arvestoffet) inneholder koden for alle de viktigste molekylene i kroppen, proteinene, kan man ved å påvise hvilke gener som er involvert i MS-sykdommen, antagelig påvise hvilke molekyler som er involvert i utviklingen av sykdommen. Genforskningen som i dag gjøres ved MS har ikke som mål, og vil heller ikke kunne si noe om den enkelte persons risiko for å få MS. Fra tidligere studier vet vi at i vår del av verden er det ca. 1 av 1000 personer som utvikler MS i den generelle befolkningen, mens 2-4 % av barn eller søsken av en MS-pasient får MS (2,3). Sykdommen er altså ikke særlig "arvelig", selv om 20 % av MS-pasienter har MS i slekten.

Innsamling av blodprøver fra MS-pasienter

I studier av gener benytter man arvestoff som er isolert fra blodprøver tatt av pasienter og friske kontrollpersoner som har samtykket i å bidra til forskningen. Alle prøver blir anonymisert. Som ledd i samarbeidet med "Den nordiske gruppen for studier av MS-genetikk" har vi gjennom de siste årene samlet inn prøver fra familier i Norden der søsken har MS (et såkalt søskenmateriale), og vi har også samlet inn prøver fra MS-pasienter og disses foreldre (et såkalt triomateriale). Til sammen har vi i Norden gjennom de siste årene lyktes å samle inn prøver fra 177 familier, der søsken har MS, og fra 250 triofamilier der ett barn har MS. Takket være velvillig innsats fra mange norske pasienter og deres familier har vi fra Norge bidratt med en stor del av disse prøvene. Også i internasjonal sammenheng er dette store og gode forskningsmaterialer, som er noe av forutsetningen for at vi nå kan bidra med interessant forskning i internasjonale prosjekter.

Studier av det nordiske søsken-materialet

Det nordiske søskenmaterialet var ferdig innsamlet høsten 1998. Disse prøvene er benyttet i en rekke studier av ulike genområder som man har antatt kan være forbundet med MS (4-11). Gener på kromosom 1, 3, 5, 6, 14 og 17 er pekt ut som forbundet med MS i disse studiene (4,5, 8, 9, 10,11).

Det nordiske søskenmaterialet er også undersøkt over hele arvemassen i en stor undersøkelse med 400 genmarkører spredt langs alle kromosomene (jfr. figur 1). Dette er et meget omfattende arbeid som på vegne av "Den nordiske gruppen for studier av MS-genetikk" er utført av en svensk forsker (dr. Eva Åkesson) under et 1 ½ år langt forskningsopphold hos professor Compston i Cambridge i England. Studien har identifisert 17 genområder som er forbundet med MS i det nordiske søskenmaterialet (12). Studien vil senere inngå i en internasjonal analyse av denne typen screeninger som til nå er utført ved MS.

Norske pasient-kontroll studier

Det gjøres kontinuerlig en rekke studier verden over som leter etter gener som er forbundet med MS etter den såkalte "kandidatgen-metoden" ved bruk av materialer av MS-pasienter og friske kontrollpersoner. Undertegnede har benyttet vårt norske MS-pasient- og kontrollmateriale i studier av gener på kromosom 2 , som vi har kunnet påvise er forbundet med MS (13). Det samme pasientmaterialet har jeg også benyttet i mine studier av gener på kromosom 6 og 14 (10,11). I samarbeid med dr. Gulowsen Celuis har vi i det norske MS-materialet også kunnet vise at kvinner oftere enn menn har den MS-disponerende HLA-typen, og at de som har dette sykdomsdisponerende genet ofte får MS i relativt ung alder (14).

Den felleseuropeiske studien "Genetic Analysis of Multiple Sclerosis in EuropeanS (GAMES)&rdq

Våren 2000 inviterte Professor Alastair Compston og Dr. Stephen Sawcer i Cambridge i England de ledende forskningsgruppene innen MS-genetikk i Europa til å delta i det mest omfattende samarbeidsprosjektet innen MS-genetikk som noen gang er utført. Forskningsgrupper fra 19 land besluttet å bidra til denne studien med egne MS-pasient- og kontrollmaterialer, som alle skulle bli undersøkt for hele 6000 genområder spredt over hele genomet (arvestoffet) (se figur 1). Et så omfattende samarbeidsprosjekt innen genforskning har så langt ikke vært utført på noen annen sykdom, og det har derfor vært stor interesse for dette prosjektet. På forsommeren i 2002 er de fleste nasjonene ferdige med sine GAMES-studier, og disse arbeidene vil nå bli publisert. I tillegg vil dataene fra alle undersøkelsene bli slått sammen og analysert under ett i det som kalles en "meta-analyse". Til sammen vil da et materiale bestående av ca. 7500 MS-pasienter og ca. 11000 friske kontrollpersoner fra hele Europa ha blitt undersøkt for de samme 6000 genområdene. Disse undersøkelsene vil trolig kunne peke ut flere nye genområder som er av betydning for utvikling av MS.

Den skandinaviske GAMES-studien

Vår forskningsgruppe ved IMMI ble invitert til å være Norges bidragsytere til GAMES-studien, og jeg var så heldig å få ansvaret for dette spennende arbeidet. Vi besluttet å videreføre vårt samarbeide innen "Den nordiske gruppen for studier av MS-genetikk" i GAMES-studien. Jeg klargjorde prøver fra 200 MS-pasienter og 200 friske kontrollpersoner hentet fra Norge, Danmark og Sverige, reiste til Cambridge først halvdel av 2001, og analyserte disse prøvene for de 6000 genområdene i laboratoriet til Professor Compston og Dr. Sawcer. Min danske kollega Pameli Datta gjorde det samme på et nytt sett av 200 skandinaviske MS-pasienter og 200 skandinaviske kontrollpersoner høsten 2001. Vår analyse av alle dataene fra disse to skandinaviske GAMES-studiene er nå ferdig, og vårt manuskript er klart for publisering (15). Vi vil også presentere våre resultater på flere internasjonale kongresser i tiden fremover. Vi kan påvise at i minst fem genområder synes å være forbundet med MS i begge de to skandinaviske GAMES-studiene, og disse genområdene vil vi nå studere videre i nye materialer vi har samlet inn.

Betydningen av GAMES-prosjektet

Det var en flott, om enn arbeidskrevende erfaring å samarbeide med forskere fra mange ulike nasjoner i laboratoriet i Cambridge (jfr.figur 2). Såkalte "konkurrerende grupper" gjør her en felles innsats for på en ny og antagelig bedre måte å prøve å finne hvilke genregioner MS-forskningen nå bør rettes mot. Dette sikrer at MS-forskere arbeider med de riktige genregionene og ikke kaster bort ressurser på å lete i regioner som er uten betydning. I tillegg til å få verdifull erfaring fra forskningsfronten på dette feltet, ga oppholdet i Cambridge også mulighet for å knytte verdifulle kontakter med ressurspersoner innen denne forskningen. Den skandinaviske gruppen har fått en sentral plass i GAMES-samarbeidet. Undertegnede har på vår gruppes vegne påtatt seg å lede arrangementskomiteen for et oppsummerende "Winter GAMES-møte", som vi skal arrangere i Oslo i mars 2003 med GAMES-deltagere fra 19 nasjoner. Det er også lagt planer om at en forsker fra Cambridge skal arbeide en periode som gjesteforsker hos oss på IMMI.

Hvordan fortsetter letingen etter "MS-gener"?

I de kommende årene vil både vi og øvrige forskningsgrupper som arbeider med MS-genetikk rette sitt arbeid mot de genregionene som de nasjonale GAMES-studiene peker ut og de områdene som påvises i GAMES meta-analysen. Det gjenstår imidlertid store mengder arbeid fra disse resultatene er klare til man eventuelt kan påvise nøyaktig hvilke gener og hvilke molekyler som er involvert i sykdomsutviklingen. Innen GAMES-gruppen vil man prøve å videreføre det internasjonale samarbeidet for å gjøre dette arbeidet enklere. Det er svært viktig at Norge fortsatt deltar i dette arbeidet, både med egne prosjekter og med fortsatt innsamling av materialer.

Stor hjelp fra pasienter, Norsk Forening for Multippel Sklerose og MS-forbundet

Når vi har kunnet delta i de nevnte forskningsprosjektene, skyldes det ikke minst at pasienter og deres nærmeste familie med stor velvillighet har bidratt til våre forskningsprosjekter med å avgi blodprøver, slik at vi kunne isolere DNA til våre studier. Vi har også hatt et utmerket samarbeid med Norsk Forening for Multippel Sklerose, som har anbefalt og administrert vår søknad til Helse & Rehabilitering. Jeg var også så heldig å bli tildelt Biogen MS-stipend 2002 under årets MS-konferanse arrangert av MS-Forbundet i april. Dette stipendet vil jeg benytte til reagensutgifter i mitt videre arbeid med å lete etter "MS-gener" i de genområdene vår skandinaviske GAMES-studie peker ut. Jeg er meget takknemlig for det bidraget og støtten dere som har MS har gitt både enkeltvis og gjennom deres organisasjon til vårt arbeid med å lete etter "MS-gener". Uten slik støtte kan det være vanskelig å drive denne typen forskning i Norge i dag.

Referanser

1. Spurkland A, Celius EG, Knutsen I, Beiske A, Thorsby E, Vartdal F. The HLA-DQ(alpha 1*0102, beta 1*0602) heterodimer may confer susceptibility to multiple sclerosis in the absence of the HLA-DR(alpha 1*01, beta 1*1501) heterodimer. Tissue Antigens 1997; 50: 15-22.

2. Compston A. Genetic susceptibility to multiple sclerosis. In: Compston A, Ebers G, Lassmann H, McDonald I, Matthews B, Wekerle H, eds. McAlpine's Multiple Sclerosis. London: Churchill Livingstone, 1998: 101-142.

3. Celius EG, Vandvik B. Multiple sclerosis in Oslo, Norway: prevalence on 1 January 1995 and incidence over a 25-year period. Eur J Neurol. 2001;8:463-9.

4. Oturai A, Larsen F, Ryder LP, Madsen HO, Hillert J, Fredrikson S, Sandberg-Wollheim M, Laaksonen M, Koch-Henriksen N, Sawcer S, Fugger L, Sorensen PS, Svejgaard A. Linkage and association analysis of susceptibility regions on chromosomes 5 and 6 in 106 Scandinavian sibling pair families with multiple sclerosis. Ann Neurol. 1999 Oct;46(4):612-6.

5. Larsen F, Oturai A, Ryder LP, Madsen HO, Hillert J, Fredriksson S, Sandberg-Wollheim M, Laaksonen M, Harbo HF, Sawcer S, Fugger L, Sorensen PS, Svejgaard A. Linkage analysis of a candidate region in Scandinavian sib pairs with multiple sclerosis reveals linkage to chromosome 17q. Genes Immun. 2000 Oct;1(7):456-9.

6. Dai Y, Masterman T, Huang WX, Sandberg-Wollheim M, Laaksonen M, Harbo HF, Oturai A, Ryder LP, Soelberg-Sorensen P, Svejgaard A, Hillert J.Analysis of an interferon-gamma gene dinucleotide-repeat polymorphism in Nordic multiple sclerosis patients. Mult Scler. 2001 Jun;7(3):157-63

7. Modin H, Dai Y, Masterman T, Svejgaard A, Sorensen PS, Oturai A, Ryder LP, Spurkland A, Vartdal F, Laaksonen M, Sandberg-Wollheim M, Myhr KM, Nyland H, Hillert J. No linkage or association of the nitric oxide synthase genes to multiple sclerosis.J Neuroimmunol. 2001 Sep 3;119(1):95-100.

8. Dai K-Z, Harbo HF, Celius EG, Oturai A, Sørensen P, Ryder LP, Svejgaard A, Hillert J, Fredrikson S, Sandberg-Wollheim M, Laaksonen M, Myhr M, Nyland H, Vartdal F, Spurkland A. Multiple sclerosis is associated to the SH2D2A gene encoding a T cell specific adaptor protein. Genes and Immunity 2001, 2, 263-268.

9. Dai Y, Chun X, Holmberg M, Oturai A, Fredriksen S, Sandberg-Wollheim M, Ilonen J, Harbo HF, Spurkland A, Vartdal F, Sorensen PS, Svejgaard A, Hillert J. Linkage analysis suggests a gene with importance for multiple sclerosis in 3p14-13. Mult Scler. 2001 Jun;7(3):157-63.

10. Harbo HF, Celius EG, Lie B, Sawcer S, Dai K-Z, Oturai A, Ryder LP, Sørensen PS, Svejgaard A, Hillert J, Fredrikson S, Sandberg-Wollheim M, Laaksonen M, Myhr K-M, Nyland H, Edland A, Melgren SI, Vartdal F, Spurkland A. Linkage and association analysis of the HLA class I region in multiple sclerosis patients of Nordic and British origin. Manuscript under utarbeidelse.

11. Harbo HF, Spurkland A, Celius EG, Sawcer S, Dai K-Z, Oturai A, Ryder LP, Sørensen PS, Svejgaard A, Hillert J, Fredrikson S, Sandberg-Wollheim M, Laaksonen M, Myhr K-M, Nyland H, Edland A, Melgren SI, Vandvik B, Vartdal F. Linkage and association analyses in the IGH gene region in multiple sclerosis patients of Nordic and British origin. Manuskript under utarbeidelse.

12. Åkesson E, Oturai A, Berg J, Fredrikson S, Andersen O, Harbo HF, Laaksonen M, Myhr KM, Nyland H, Ryder LP, Sandberg-Wollheim M, Soelberg-Sorensen P, Spurkland A, Svejgaard A, Holmans P, Compston A, Hillert J, Sawcer S. A genome-wide screen for linkage in Nordic sib-pairs with multiple sclerosis. Genes and Immunity, in press.

13. Harbo HF, Celius EG, Vartdal F, Spurkland A. CTLA4 promoter and exon 1 dimorphisms in multiple sclerosis. Tissue Antigens 1999; 53:106-11.

14. Celius EG, Harbo HF, Egeland T, Vartdal F, Vandvik B, Spurkland A. Sex and age at diagnosis are correlated with the HLA-DR2, DQ6 haplotype in multiple Sclerosis. J Neurol Sci. 2000 Sep 15;178(2):132-135.

15. Harbo HF, Datta P, Sawcer S, Celius EG, Oturai A, Sørensen PS, Hillert J, Fredrikson S, Sandberg-Wollheim M, Myhr KM, Vartdal F, Spurkland A. Two genome-wide linkage disequilibrium screens in Scandinavian multiple sclerosis patients reveal association to chromosome regions 1p34, 6p21, 11q23, 12q23 and 19q13. Manuskript under utarbeidelse.