Sundhedsvidenskab > Månedens profil > Thue Schwartz

02. april 2009

Thue Schwartz

Jagten på cellekommunikationens hemmeligheder

Thue W.Schwartz, professor i Molekylær Farmakologi fra Institut for Neurovidenskab og Farmakologi, har været den drivende kraft i at skaffe en UNIK-bevilling på næsten 120 millioner kr. fra Forsknings- og Innovationsstyrelsen til et nyt stort forsknings- og undervisningsprogram på Københavns Universitet. "Food, Fitness og Farma" retter sig mod at at finde nye metoder til at forebygge og behandle levevilkårssygdomme.  Thue Schwartz har studeret mavetarmhormoner og receptorer under hele sin forskningskarriere og bl.a. medvirket til, at KU i dag er verdens førende i forståelsen af funktionen af de livsvigtige 7TM-receptor, den største protein familie i det humane genom.

Den unge Thue Schwartz var først og fremmest interesseret i biolog.
Han overvejede at gå marinebiologiens vegne, men informationen om studiet fangede ham ikke, og så vendte han sig mod første del af medicin.

Professor i molekylær farmakologi
Thue Schwartz

"Det ville give mig en bred dækning af mange fag," fortæller han. "og så kunne jeg altid bagefter søge andre veje, for jeg vidste helt fra begyndelsen, at jeg ville forske indenfor det biologiske."

Som sagt så gjort. Thue Schwartz begyndte at læse medicin med alle intentioner om at skifte retning på et tidspunkt - men så kom farmakologien. Og så patologien. "Det var basale, generelle fag, som ikke findes på andre studieretninger, og dem kunne jeg jo lige tage med, ikke?," fortsætter Thue Schwartz med et smil. "Samtidig havde jeg lidt klinik, og blev fanget af, hvor spændende det var, at stille diagnoser."

Inden han fik set sig om, havde Thue Schwartz gjort medicinstudiet færdigt. Undervejs havde han bevæget sig længere og længere over i forsknings verden, for især ét emne havde fanget hans opmærksomhed: Endokrinologien - læren om kroppens signalstoffer. I 1970'erne var forskere især på Bispebjerg hospital lige begyndt at forstå mavetarmkanalens homoner og som student blev Thue Schwartz fanget af dette nye eksplosivt udviklende forskningsområde. 

Videnskab - at afdække viden og opdage nye spørgsmål
"Så sad vi der en aften, mine studiekammerater og jeg," husker Thue Schwartz. "Vi var blevet færdige som læger, og fejrede det over et par øl."
De unge nyuddannende medicinere snakkede om deres fremtidsplaner, én ville være børnelæge, en anden søge job på et stort hospital, men Thue Schwartz skulle være kandidatstipendiat og forske videre i tarmhormonerne på Aarhus Universitet.
"Så spurgte mine kammerater i ramme alvor: 'Hvorfor i alverden vil du det? Nu er vi jo endelig blevet færdige som læger, vi har læst alle bøgerne. Nu ved vi jo det hele'," griner han. "Det var i 1976, og veluddannede folk kunne være så naive, at de troede, de vidste alt. Nu, over 30 år senere, ved vi jo så umådeligt meget mere end den gang - og samtidig ved vi stadig utroligt lidt!."

Efter Århus tilbragte Thue Schwartz tre år som postdoc i USA, blev efter hjemkomsten forskningsrådsprofessor i 1984. Så tilbragte han en årsække bl.a. som forskningschef hos Novo Nordisk inden han i begyndelsen af 1990'erne vendte tilbage til den akademiske verden.
"Her begyndte jeg at fokusere på at forstå, hvordan små syntetiske stoffer, lægemidler, kunne efterligne eller blokere funktionen af mavetarmhormoner og neuropeptider ved at bindes til deres receptorer," fortæstter han. 
Samtidig var forskningen begyndt at afdække et både utroligt og overraskende billede af én, stor, samlet familie af receptorer - der alle går syv gange op og ned gennem cellens membran. Disse 7TM-proteiner opfanger stort set alle de forskellige former for hormoner, neurotransmittere og andre kemiske budbringere, dre findes i levende organismer.

7TM-receptoren - en livsvigtig receptor for alt liv
De små biokemiske antenner, 7TM receptorerne, findes på alle dyreceller. Hvad enten det er hos insekter, slimdyr, elefanter eller mennesker, og ligegyldigt om organismen er fler- eller encellet, så bruger den 7TM-receptorerne som helt essentiel del af sin biologiske kommunikation.

"Alene vores næse har 500-600 forskellige typer af 7TM kemoreceptorer, som modtager duftstoffer og sender besked til hjernen," fortsætter Thue Schwartz. "Feromon-receptorer er et andet eksempel på 7TM-receptorer, et tredje er de de receptorer, som opfanger mundens smagsinformationer, og når øjet kan opfatte lys og farver, så er det fordi lyset rammer et lille stof, som så klikker lidt, og aktiverer en 7TM receptor, og det opfatter hjernen som lys.
7TM-receptorernes succes i dyreverden og evolutionen skyldes bl.a., at de nemt bliver aktiveret af meget forskellige typer af nye stoffer, som de 'samler op'. Ser vi på menneskets udviklingshistorie, så har 7TM-receptorernes alsidighed fx gjort det muligt for vores forfædre at kunne lugte og smage sig frem til nye, mulige fødeemner og samtidig undgå gifte."

Vi er verdens førende indenfor forståelsen af 7TM-receptoren
Det er netop 7TM-recptorens alsidige aktiveringsmekanisme, som Thue Schwartz og hans kolleger på SUND har udvilet en samlet model for på det molekylære plan: Hvordan bliver en 7TM-receptor rent faktisk aktiveret, hvordan opfanger og genkender de små og store stoffer, og hvordan reagerer de på dem?
Der er med andre ord tale om en generel model for, hvordan den største familie af proteiner i det humane genom og hos alle andre dyr bliver aktiveret.
Desuden er 7TM-receptorer et mål for en meget stor del af vores lægemidler. "Det er faktisk ikke løgn, at vi i dag er verdens førende med hensyn til at forstå, hvordan lægemidler aktiverer og inaktiverer disse receptorer, hvilket selvsagt danner basis for, hvordan man kan udvikle nye lægemidler med de ønskede egenskaber," fortæller Thue Schwartz.

Mavetarmhormoner og 7TM-receptorer skal bekæmpe levevilkårssygdomme
Thue Schwartz samlede i universitets post-fusions periode en lang række forskere på tværs af fakulteterne. Først skete det i en "Tema gruppe" og siden i en UNIK-ansøgning til forebyggelse og behandling af levevilkårssygdomme: "Food, Fitness & Pharma for Health and Disease", der for nylig indbragte 120 mio. kr. til KU.

En vigtig del af dette forskningsprogram bygger på historien om tarmhormonerne, der går helt tilbage til hans studenter-år, og som fx professor Jens Juul Holsts forskning i det insulin-stimulerende GLP-1-hormon i dag har ført til nye lægemider mod diabetes. Det drejer sig fx om Novo Nordisks liraglutid og hæmmere af det enzym, DPP-4, som nedbryder GLP-1 kroppen, fx Januvia.

"Helt grundlæggende er mavetarmkanalen kroppens største og mest komplicerede endokrine organ," fortæller Thue Schwartz, "men selv i dag forstår vi stadig kun en lille del af det." Fx viser fedmeoperationer - bariatrisk kirurgi - at den rette kombination af homonsignaler effektivt har en markant effekt på fedme og type-2 diabetes. På et døgn bliver patienten kureret for sin type-2-diabetes, og i løbet af et par måneder har patienten tabt 30-40 % af sin vægt. Og holder den. Under en fedmeoperation leder kirurgen patientens føde længere ned i mavetarmkanelen, og det ændrer på de metaboliske hormoner, som bliver frigivet. Nogle hormonproducerende celler forbigås, mens andre får en helt ny slags signaler.

"Vi vil nu kortlægge og forstå samtlige mavetarmkanalshormoner og de 7TM receptorer, der styrer deres sekretion, når de stimuleres af fødelementer og metabolitter" forklarer Thue Schwartz. "Så kan vi på sigt - med de rigtige lægemidler - stimulere patienternes egne hormoner og signaler i den rette kombination, og derved opnå den samme effekt på pilleform som en stor, kompleks fedmeoperation."

Teknologisk er det nu muligt at fjerne de sidste "hvide områder" på mavetarmkanelens endokrine landkort, og fremskridt bla. indenfor genetikken samt det nye Center for Protein Research, skal samtidig gøre det muligt at skabe personlig, effektiv  medicin mod fedme og type-2-diabetes.