Suolen kantasolumallit auttavat ymmärtämään paksusuolisyövän syntymekanismeja

Kolorektaalisyöpä saa alkunsa suolen epiteelin kryptien pohjalla sijaitsevista kantasoluista, joiden normaali säätely häiriintyy johtaen adenooman kehittymiseen. Adenooman eteneminen pahanlaatuiseksi kasvaimeksi on monivaiheinen tapahtuma, jonka tarkka ymmärtäminen on tärkeää pyrittäessä kehittämään tehokkaampia hoitoja tähän tavalliseen syöpään. Viimeaikainen kantasoluteknologioiden kehitys on mahdollistanut suolen fysiologiaa hyvin mallintavien kudosviljelmien tuottamisen. Kari Alitalon tutkimusryhmä, etunenässä Zoltan Wiener ja Arja Band, on nyt julkaissut elegantin kokeellisen työn, jossa suoliviljelmiä on tehokkaasti hyödynnetty kolorektaalisyövän keskeisten mekanismien selvittämiseksi.

Adenooman syntyyn johtava primaarinen häiriö liittyy yleensä APC (adenomatous polyposis coli) geenin mutaatioihin, jotka johtavat kantasolujen tuman beetakateniini tason nousuun. Terveestä suolesta otettujen kantasolujen ylläpitäminen vaatii spesifisen kasvutekijän (R-Spondin) lisäämistä kasvatusnesteeseen. APC-mutatoituneen suolen kantasolut sensijaan pystyvät jakautumaan ja ylläpitämään ”minisuoli” viljelmiä ilman R-spondinin vaikutusta. Tämä tarjoaa erinomaisen kokeellisen mallin, jonka avulla voidaan tutkia malignisoitumistapahtumaa vaiheittain ja etsiä siihen vaikuttavia lääkkeitä. Tässä työssä on erityisesti paneuduttu TGF-beeta kasvutekijöiden aiheuttamaan solukuolemaan, jonka sammumisen tiedetään olevan tärkeä osa pahanlaatuista kehitystä. Tutkimuksessa käytettiin siirtogeenisten hiirten suolesta tuotettuja suoliviljelmiä. Vastaavanlaisia kudosviljelmiä tuotettiin myös ihmisen paksusuoliadenoomista.

Tulokset osoittavat, että varhaisessa adenoomavaiheessa solujen Lgr5+ kantasolut ovat hyvin herkkiä TGF-beeta kasvutekijöiden aiheuttamalle kuolemalle, joka välittyy proapoptoottisen BIM-proteiinin lisääntymisen kautta. Myöhemmässä vaiheessa Kras-onkogeenin aktivoituminen selvästi vähentää malignisoituvien solujen herkkyyttä TGF-beeta välitteiselle kuolemalle. BIM-proteiinin vaikutusta matkivat molekyylit ovat potentiaalisia lääkekehityksen aihioita.

Wiener Z, Band AM, Kallio P, Högström J, Hyvönen V, Kaijalainen S, Ritvos O, Haglund C, Kruuna O, Robine S, Louvard D, Ben-Neriah Y, Alitalo K. Oncogenic mutations in intestinal adenomas regulate Bim-mediated apoptosis induced by TGF-β. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 May 13. pii: 201406444. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 24825889.

Abstract

Kolorektaalisyövän hoitoherkkyyttä kuvaava mikroRNA

Metastasoituneessa kolorektaalisyövässä voidaan hyödyntää epidermaaliseen kasvutekijäreseptoriin (EGFR) kohdistuvia vasta-ainehoitoja. Hoidon ulkopuolelle rajautuvat potilaat, joilla todetaan hoitoresistenttiyttä välittäviä KRAS tai NRAS syöpägeenejä aktivoivia mutaatioita. Useita muita huonoa hoitovastetta kuvaavia markkereita on tutkittu, mutta ne ovat joko osoittautuneet vain prognostisiksi (mutta eivät hoitovastetta kuvaaviksi prediktiivisiksi) markkereiksi, kuten on BRAF syöpägeeniä aktivoivan mutaation laita, tai niiden merkitys ei ole ylittänyt kynnystä hoitopäätöksen kannalta merkityksellisiksi tekijöiksi. Edelleen siis ylihoidamme tätä potilaskohorttia ja aiheutamme turhia sivuvaikutuksia sekä terveydenhuollon kuluja.

Nyt eurooppalainen tutkimuskonsortio, jossa ovat mukana Helsingin yliopistosta geneetikko Sakari Knuutila ja syöpälääkäri Pia Österlund, ovat selvittäneet mikro(mi)-RNA merkitystä hoidon tehon kannalta. miRNA:t ovat lyhyitä proteiineja koodaamattomia RNA-molekyylejä, jotka säätelevät geenien ilmentymistä yksilönkehityksen aikana, normaaleissa soluissa ja sairauksiin liittyen. Yleensä ne estävät lähetti-RNA:n transloitumista proteiiniksi tai edistävä lähetti-RNA:n hajoamista.

Tässä työssä pyrittiin tunnistamaan miRNA molekyylejä, jotka assosioituvat hoidon tehoon ns. KRAS villin tyypin potilailla. Profiili sisälsi 1145 kpl miRNA molekyylejä, joista hsa-miR-31-3p ilmentyminen liittyi hidastuneeseen taudin etenemiseen (progression-free survival; PSF). Kyseessä on siis potentiaalisesti uusi hoidon herkkyyttä kuvaava markkeri, jonka merkitys tulee osoittaa prospektiivisissa sarjoissa ennen kuin se voidaan ottaa kliiniseen käyttöön. Mielenkiinnon kohteena ovat myös tämän miRNA:n kohteena olevat transkriptit, jotka voivat tuoda uutta tietoa kolorektaalisyövän hoidon mekanismeihin EGFR vasta-ainehoitoja käytettäessä.

Manceau G, Imbeaud S, Thiebaut R, Liebaert F, Fontaine K, Rousseau F, Genin B, Le Corre D, Didelot A, Vincent M, Bachet JB, Chibaudel B, Bouche O, Landi B, Bibeau F, Leroy K, Penault-Llorca F, Van Laethem JL, Demetter P, Tejpar S, Rossi S, Mosakhani N, Osterlund P, Ristamaki R, Sarhadi VK, Knuutila S, Boige V, Andre T, Laurent-Puig P. Hsa-miR-31-3p expression is linked to progression-free survival in patients with KRAS wild-type metastatic colorectal cancer treated with anti-EGFR therapy. Clin Cancer Res. 2014 Apr 25. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 24771647.

Myoomien yksi molekulaarinen tausta paljastunut

Myoomat ovat kohtulihakseen muodostuvia kyhmyjä, jotka ovat luokiteltavissa hyvänlaatuisiksi kasvaimiksi. Myoomat ovat väestössä yleisimmin esiintyviä kasvaimia, sillä niitä esiintyy yli 20%:lla yli 30-vuotiaista naisista. Myoomat voivat aiheuttaa infertiliteettiä ja toistuvia keskenmenoja. Oireettomia myoomia ei yleensä tarvitse hoitaa, mutta jos ne aiheuttavat edellä mainittuja raskausongelmia, vuotohäiriöitä, kipuja, virtsaamis- tai ulostamishäiriöitä, niin myooma voidaan poistaa joko osittain tai poistaa kohtu kokonaan. Myooma on yleisin syy kohdun poistoon Suomessa.

Vuonna 2011 akatemiaprofessori Lauri Aaltosen ryhmä löysi MED12 geenin hankinnaisia eli somaattisia mutaatioita myoomasoluista (Mäkinen N ym. Science 0211;334:252-5). Myös muita hankinnaisia mutaatiotyyppejä on kuvattu, MED12 mutaatioita löytyy noin 70%:sta myoomia. MED12 koodaa proteiinia nimeltä RNA-polymeraasi II transcriptional Mediator subunit 12. Miten myoomissa tavatut mutaatiot vaikuttavat tämän proteiinin toimintaan on tuoreen artikkelin aiheena.

Mikko Turunen, Jussi Taipale ja Markku Varjosalo yhteistyössä Lauri Aaltosen ryhmän kanssa tutkivat normaalin ja mutantti MED12 proteiinin interaktioita transfektoiduissa soluissa (Human Embryonic Kidney 293 cells) käyttäen affiniteetti puhdistusta ja massaspektrometiraa. Tämän analyysin perusteella mutantti MED12 assosioitui heikommin Cyclin C, CDK8 ja CDK19 proteiineihin, mitkä vahvistettiin myös immunopresipitaatio-Western blotilla. Proteiinien sitoutumiskohtia ja vuorovaikutussuhteita pystyttiin kartoittamaan yksityiskohtaisesti ja tuloksena on malli, jossa MED12-mutaatioiden seurauksena MED12 sitoutuminen Cyclin C:hen heikkenee ja tätä kautta CDK8/CDK19 aktivoituminen ja muu säätely vaimenee. CDK8 ja CDK19 ovat kinaaseja, jotka ovat Cyclin C:stä riippuvaisia (CDK, Cyclin Dependent Kinase) ja näiden molekyylien tunnistaminen avaa uusia terapeuttisia mahdollisuuksia MED12 mutaatioihin liittyvien myoomien kasvun hillitsemiseksi.

 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24746821?dopt=Abstract

Turunen M*, Spaeth JM*, Keskitalo SPark MJKivioja TClark ADMäkinen NGao FPalin KNurkkala HVähärautio AAavikko MKämpjärvi K,Vahteristo PKim CAAaltonen LAVarjosalo M*, Taipale J*, Boyer TG*. Uterine Leiomyoma-Linked MED12 Mutations Disrupt Mediator-Associated CDK Activity. Cell Rep. 2014 Apr 18. pii: S2211-1247