Author: Ari P Ristimäki

Posted on

Ihmisen parhaan ystävän monitekijäiset geneettiset taudit voivat tuoda valoa myös ihmissairauksien ymmärtämiseen

Koiran perimän tutkiminen ja eri rotujen perinnöllisten sairauksien selvittäminen etenevät vauhdilla. Koirarotuisolaatit ja niiden jatkojalostaminen suovat ainutlaatuiset olosuhteet etenkin monitekijäisten sairauksien etiologian selvittämiseen. Joissakin tapauksissa tuloksia voidaan soveltaa uusien geenitestien lanseeraamiseen, uusien tautimekanismien selvittämiseen ja myös ihmissairauksien ymmärtämiseen. Professori Hannes Lohen ryhmä on tämän tutkimusalueen pioneerejä ja kärkitutkijoita.

Anaalifurunkuloosi on krooninen ja progressiivinen perianaalinen tulehdustauti, jota tavataan etenkin saksanpaimenkoirilla ja joka muistuttaa ihmisen Crohnin tautia. Sen etiologia liittyy autoimmuunimekanismeihin ja sitä voidaan hoitaa immunosuppressiivisellä lääkityksellä. Usein myös  tarvitaan kirurgisia toimenpiteitä. Multiple Histocompatability Complex (MHC) geeniperhe ohjaa immuunijärjestelmän toimintaa ja mm. taistelee viruksia ja bekteereja vastaan. MHC-geenejä tutkimalla on löydetty DRB1-alleeli, joka aiheuttaa yli viisinkertaisen riskin saksanpaimenkoirilla sairastua anaalifurunkuloosiin (Tissue Antigens. 2008;71:51-6).

Nyt ilmestyneessä jatkotutkimuksessa hyödynnettiin perimänlaajuisia assosiaatiotutkimuksia (Genome-Wide Association Study, GWAS) 21 sairastuneessa and 25 kontrollikoirassa. Näiden englantilaiskoirien data ei vielä paljastunut merkittäviä geenimerkkejä eli snippejä (single nucleotide polymorphism, SNP, yhden emäksen polymorfismi).  Vasta kun suomalaiskoirien perimä saatiin apuun (76 sairastunutta ja 191 kontrollia Englannista ja Suomesta) löytyi yhdeksän merkityksellistä SNP:ä, joista kuusi aiheutti muutoksen proteiinisekvensissä (ei-synonyyminen mutaatio). Näistä mielenkiintoisimmiksi osoittautuivat ADAMTS16 ja CTNND2 geenit (ks. alla). Etenkin CTNND2 geenilokus on mielenkiintoinen, koska sen on osoitettu liittyvän ihmisellä ulseratiiviseen koliittiin ja Crohnin tautiin. Jatkotutkimuksia tarvitaan em. geenien funktionaalisen merkityksen selvittämisessä näihin tauteihin liittyen, ja ovatko ne merkityksellisiä myös ihmisen sairauksissa.

http://www.genecards.org:

ADAMTS16 (ADAM metallopeptidase with thrombospondin type 1 motif, 16) is a protein-coding gene. Diseases associated with ADAMTS16 include hypertension and prostatitis.

CTNND2 (catenin (cadherin-associated protein), delta 2) is a protein-coding gene. Diseases associated with CTNND2 include cri-du-chat-syndrome and prostate adenocarcinoma.

Massey J, Short AD, Catchpole B, House A, Day MJ, Lohi H, Ollier WE, Kennedy LJ. Genetics of canine anal furunculosis in the German shepherd dog. Immunogenetics. 2014 Mar 14. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 24626934.

Posted on

Kasvutekijäreseptorit täsmähoidon kohteena – EGFR ja granuloosasolukasvain

Syöpägeeniä aktivoivan mutaation tai uudelleenjärjestymän tunnistaminen ovat syöpätautien täsmähoidon perusta. Täsmähoitopäätös perustuu siihen, että kuhunkin indikaatioon soveltuva lääke on tehokas vain, mikäli ko. syöpägeeniä aktivoiva muutos todetaan tai hoitoresistenttiyttä kuvaavaa muutosta ei todeta. Yksi keskeisimmistä täsmähoidon kohteista on epidermaalinen kasvutekijäreseptori (EGFR). Panitumumabi ja setuksimabi ovat EGFR vasta-aineita, joilla hoidetaan metastasoitunutta kolorektaalisyöpää, mutta vain niissä tapauksissa, joissa ei ole osoitettavissa hoitoresistenttiyttä kuvaavia KRAS tai NRAS syöpägeenejä aktivoivia mutaatiota. Hoito siis tehoaa vain ns. villin RAS-tyypin kasvaimissa. Mutaation välityksellä aktivoitunutta EGFR voidaan inhiboida myös pienimolekyylisillä tyrosiinikinaasiestäjillä erlotinibilla tai gefitinibillä, joita käytetään edenneessä ei-pienisoluisessa keuhkosyövässä.

Granuloosasolutuumori on harvinainen munasarjakasvain. Tämä sukupienan (sex cord stroma) soluista alkunsa saava kasvain on usein hormonaalisesti aktiivinen, ja oireena voivatkin olla mm. kuukautiskierron häiriöt ja hedelmällisyysongelmat. Taudin ennustetta on vaikea arvioida, ja hyvänlaatuisenakin pidetty kasvain voi uusia jopa vuosikymmenten päästä, jolloin taudin kulku on useimmiten letaali. Markku Heikinheimon ryhmä on nyt selvittänyt laajassa granuloosasolukasvain materiaalissa EGFR ilmentymistä ja monistumia. EGFR monistumat olivat kohtalaisen harvinaisia (viisi matalan tason ja yksi korkean tason muutos; n=83). Kaikki tutkitut tuumorit ilmensivät EGFR transkriptia (n=31). EGFR proteiinin ilmentyminen oli voimakasta tasoa 39-44% tuumoreista (n=90) riippuen siitä, että määritettiinkö fosforyloitunutta reseptoria vai totaaliproteiinimäärää. Yhtä kasvainta lukuun ottamatta EGFR monistumaan liittyi voimakasasteinen EGFR proteiinin ilmentyminen. Primaarituumorit eivät eronneet uusiutuneista tuumoreista EGFR ilmentymisen suhteen, eikä sillä näyttänyt olevan prognostista merkitystä. Pienimolekyylisten EGFR estäjien tehoa testattiin granuloosasolutuumorisoluissa in vitro, ja ne estivät EGFR aktivaatiota, mutta solun kasvua vain kohtalaisen suuria pitoisuuksia käytettäessä.

Tuloksia voidaan tulkita usealla eri tavalla. Vaikka pienimolekyyliset EGFR estäjät eivät olleet erityisen tehokkaita kasvun estäjiä in vitro, rohkaisevat tulokset selvittämään aggressiivisten tautivarianttien hoitoa lääkekombinaatioita hyödyntäen. Mahdollisia lääkekombinaatioita valittaessa olisi hyödyllistä tietää, esiintyykö granuloosasolutuumoreissa EGFR estäjien resistenssiä välittäviä mekanismeja (esim. RAS syöpägeenejä aktivoivia mutaatioita). Vaihtoehtoisesti EGFR vasta-ainehoito niissä harvinaisissa tapauksissa, joissa todetaan EGFR monistuma, voisi olla yksi hoitokokeen indikaatio.

Andersson NK, Anttonen M, Färkkilä A, Pihlajoki M, Bützow R, Unkila-Kallio L, Heikinheimo M. Sensitivity of human granulosa cell tumor cells to epidermal growth factor receptor inhibition. J Mol Endocrinol. 2014 Jan 24. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 24463098.

Posted on

Systeemibiologiaan professuuri, fokuksessa rintasyöpätutkimus

Systeemibiologia on tärkeä osa lääketieteellistä tutkimusta, joka hyödyntää laajoja biologisia tietokantoja ja laskennallisia menetelmiä solujen toiminnan kokonaisvaltaisessa ymmärtämisessä. Genominlaajuiset määritysmenetelmät tuottavat runsaasti dataa, jonka analysointi edellyttää laskennallisia erityistaitoja, työkaluja ja työntekijöitä. Erilaisten mallitusten avulla voidaan testata sekä tutkimusasetelmia että luoda uusia hypoteeseja. Tavoitteena on ymmärtää kokonaisvaltaisesti biologisia systeemejä, erityisesti soluviestintää tai geeninsäätelyä.

Professori Hautaniemen tutkimusryhmä pyrkii pääasiassa selvittämään kuinka syöpäkasvaimet tulevat vastustuskykyisiksi lääkeaineille. Rintasyövän osalta he ovat selvittäneet sekä biologisesti että hoidollisesti tärkeän estrogeeni reseptorin solusignalointia SPINLONG algoritmiä hyväksi käyttäen (PLoS Comput Biol. 2013 Jun;9(6):e1003100). Näiden tulosten perusteella solun varhaisvaiheen muutokset johtuvat ennemminkin solun sytoplasmassa tapahtuvasta signaloinnista (MAPK reitti) kuin tämän reseptorin klassisesta transkription säätelyyn johtavista tapahtumista. Rintasyövässä on myös selvitetty kasvunrajoitegeenin p53 geenivarienttien merkitystä taudin ennusteen kannalta ja (Int J Cancer. 2013 May 1;132(9):2044-55) ja syöpägeenin HER-2/cErbB2 roolia invaasiotapahtumaan liittyvässä signaloinnissa (Mol Cell. 2012 Mar 30;45(6):764-76). Juuri julkaistussa työssä (Genome Biol. 2013 Nov 20;14(11):R126) on integroitu geneettistä (monistumat) ja epigeneettistä (metylaatiotaso) dataa, ja selvitetty niiden yhteyttä mikro-RNA molekyylien ilmentymisprofiileihin. Rintasyövässä 70 mikro-RNA molekyylin havaittiin olevan joko epigeneettisesti tai geneettisesti säädelyjä, ja osaa säädeltiin molemmilla mekanismeilla. Nämä mikro-RNA:t voitiin jakaa viiteen alaryhmään, ja perheiden jäsenet saattoivat samanlaisesta säätelystä huolimatta sijaita eri kromosomeissa. Biologisia korrelaatteja haettiin soluviljelykokeista, joiden perusteella ainakin viidellä mikro-RNA molekyylillä oli looginen vaikutus syöpäsoluun, kun sitä verrattiin syöpäkasvaimissa todettuun ilmentymisen säätelyyn.

Professori Sampsa Hautaniemi on toiminut Helsingin yliopiston systeemibiologian professorin kuluvan vuoden alusta lähtien, ja tällä viikolla on tilaisuus kuulla hänen Juhlaluentonsa (4.12. klo 14.15 Runeberg-sali, Yliopiston päärakennuksen uusi puoli, 2. krs).

Aure MR, Leivonen SK, Fleischer T, Zhu Q, Overgaard J, Alsner J, Tramm T, Louhimo R, Alnæs GI, Perälä M, Busato F, Touleimat N, Tost J, Børresen-Dale AL, Hautaniemi S, Troyanskaya OG, Lingjærde OC, Sahlberg KK, Kristensen VN.
Individual and combined effects of DNA methylation and copy number alterations on miRNA expression in breast tumors.
Genome Biol. 2013 Nov 20;14(11):R126. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 24257477.

Posted on

Mikrokirurgista mestari-kisälli -opetusta

Leikkaushaavan komplisoitumaton paraneminen ja mahdollisimman pieni kosmeettinen haitta ovat osa kirurgisen toiminnan laadun määreitä. Neurokirurgi operoi usein pienten sisäänmenoaukkojen kautta hyödyntäen leikkausmikroskooppia, jonka avulla saavutetaan riittävä suurennus, näkökentän valaistus ja kudostuntuma. Mikroskooppiavusteisen kirurgian etu tässä kontekstissa on myös toimenpiteen nopeutuminen, joka heijastuu toiminnan tehostumisena ja tätä kautta myös kustannussäästöinä. Apuvälineistä huolimatta, käden taidot ovat optimaalisen lopputuloksen kannalta avainasemassa. Harjoitus tekee mestarin, jossa mestari-kisälli- opetus autenttisessa leikkaussali ympäristössä on luontainen jatke niille kokemuksille, joita on aikaisemmin hankittu laboratorio-olosuhteissa. Tässä työssä on evaluoitu leikkausmikroskoopin käyttöä neurokirurgisen leikkaushaavan sulun yhteydessä. Artikkelin seniorikirjoittaja teki 524 neurokirurgista leikkausta 12 kk aikana, joista kahdessa sadassa artikkelin ensimmäinen kirjoittaja oli mukana. Leikkaushaavan tekeminen perustuu HYKS:n Neurokirurgisen osaston käytäntöihin ja on kuvattu aikaisemmin (Lehecka ym. Microneurosurgery Basics and Tricks. Germany: Aesculap AG; 2011). Kovakalvon sulku, luun kiinnitys, lihasten ja ihonalaiskudosten sekä ihon ompelu tehtiin leikkausmikroskooppia hyödyntäen, jotka on kuvattu yksityiskohtaisesti artikkeli metodiosassa ja lisämateriaalina olevassa videossa. Tässä työssä analysoitiin sekä varhaista että myöhäistä leikkaushaavan tilaa. Varhaisvaiheessa 90% (n=180) leikkaushaavojen tila oli optimaalinen, eikä vaikeita haavakomplikaatioita todettu. Pitkäaikaisseurannassa 98% leikkaushaavoista oli optimaalisessa tilassa. Leikkausmikroskoopin käyttö leikkaushaavan sulussa on sekä turvallinen että todennäköisesti perinteistä tapaa kudosystävällisempi tekniikka, ja tämän lisäksi parantaa opissa olevan mikrokirurgin kädentaitoja. Tulokset ovat lupaavia ja rohkaisevat laajentamaan käytäntöä ensimmäistä kirjoittajaa laajemmallekin mikrokirurgikunnalle, etenkin tämän artikkelin seniorikirjoittajan opissa.

Four-fold benefit of wound closure under high magnification.
Kivelev J, Hernesniemi J.
Surg Neurol Int. 2013 Sep 13;4:115.
PMID: 24083051