Author: Pentti J Tienari

Narkolepsia-katapleksia on mitä ilmeisimmin autoimmuunitauti, jossa lymfosyytit reagoivat oreksiinia (toiselta nimeltään hypokretiini) tuottavia hermosoluja vastaan hypothalamuksessa. Näitä soluja on aivoissa vain 50,000-100,000, eikä niiden häviäminen näy esimerkiksi aivojen magneettikuvauksessa. Narkolepsialle on ominaista voimakkaat uneliaisuusaallot päivän mittaan, usein yöunen laadun heikkeneminen ja REM-unen säätelyn häiriöt, joista yksi on katapleksia. Katapleksiassa tunnereaktion (esim. nauru) laukaisemana lihakset lamaantuvat, vaikka vireystila säilyy. Tämän ilmiön taustalla on normaalisti REM-unen aikana ilmenevä lihasjänteyden häviäminen, katapleksiassa keho menee siis poikkeavasti lihasten osalta REM-unen kaltaiseen tilaan. Lähes 100%:lla narkolepsia-katapleksiaa sairastavista on kudostyyppi HLA-DQB1*0602.

Pandemrix rokotteen jälkeen on lapsilla ja nuorilla narkolepsian ilmaantuvuus merkittävästi lisääntynyt. Tämä on havaittu Suomen lisäksi myös eräissä muissa Pohjois-Euroopan maissa, joissa rokotteena käytettiin Pandemrixiä. Sen sijaan maissa, joissa käytetiin Arepanrix nimistä rokotetta, ei ole havaittu narkolepsian lisääntymistä. Molemmissa rokotteissa on sama apuaine (AS03), mutta virusantigeeni on tehty hieman eri menetelmillä. Voisiko tässä piillä yksi syy narkolepsiaepidemiaan?

Outi Vaarala työryhmineen on tutkinut immuniteettia näiden rokotteiden antigeenisia rakenteita kohtaan. Pandemrix rokotettujen lasten ja nuorten seerumista analysoitiin vasta-aineita ja havaittiin, että narkolepsiaan sairastuneilla oli verrokkeja voimakkaammin Pandemrix virusantigeeniin reagoivia IgG-luokan vasta-aineita. Nämä vasta-aineet eivät tunnistaneet Arepanrix rokotteen tai varsinaisen sikainfluenssaviruksen antigeenejä, mikä viittaa siihen, että antigeenit ovat rakenteeltaan erilaiset. Pandemrixin ja Arepanrixin proteiinirakenteita tutkittiin MES-PAGE geelillä ja erona oli Pandemrixistä löytynyt suurentunut 120 kDa fraktio. Massaspektrometrianalyysissä kyseinen fraktio paljastui polymerisoituneeksi viruksen nukleoproteiiniksi (NP). Kyseistä proteiinia tuotettiin sitten rekombinanttitekniikalla (rNP) ja tutkijat havaitsivat, että narkolepsiaa sairastavien seerumin vasta-aineet tunnistivat erityisesti detergenttien Triton-X ja polysorbaatti-80 modifioimaa rNP antigeenia. Detergentillä voidaan voimistaa immuunivastetta ja Pandemrix-rokotteessa oli edellä mainitut detergentit, joita on aiemminkin käytetty rokotteissa.

Potilaat olivat kudostyyppiä HLA-DQB1*0602, mielenkiintoista oli, että DQB1*0602 positiivisilla kontrolleilla oli myös hieman muita kontrolleja voimakkaampi vasta-ainereaktio detergentillä modifioitua rNP:tä kohtaan. Myös transgeenisillä hiirillä (NOD hiiri), joihin oli siirretty ihmisen DQB1*0602 tai DQB1*0302 pystyttiin havaitsemaan, että DQB1*0602 kudostyyppiin (mutta ei DQB1*0302:een) liittyi voimakkaampi vasta-ainereaktio detergentillä modifioitua rNP:tä kohtaan. Nämä kokeet osoittavat, että DQB1*0602 kudostyyppi vaikuttaa merkittävästi immuunivasteeseen. Vasta-aineet itsessään eivät kuitenkaan välttämättä aiheuta itse hermosolujen vauriota, vaan ovat yksi tunnusmerkki voimistuneesta immuunivasteesta.

Immuunireaktio detergentin modifioimaa NP:tä kohtaan näyttää olevan keskeinen tekijä Pandemrix-rokotteen jälkeisessä narkolepsia-epidemiassa. Tällaista haittavaikutusta ei kukaan pystynyt ennakoimaan ja antigeenisen rakenteen muutokset olivat niin pieniä, että niitä olisi tuskin laadunvalvonnalla pystytty havaitsemaan. Näyttäisi siltä, että rokotteen osalta yksi mysteeri on selvinnyt, mutta avoimia kysymyksiä edelleen jää. Miksi vain 1/2000 DQB1*0602 positiivisista sairastui? Oliko taustalla jokin immunologiseen kehitykseen liittyvä herkkyysvaihe (kapea aikaikkuna) tai jokin geneettinen säätelytekijä?

 

Antigenic Differences between AS03 Adjuvanted Influenza A (H1N1) Pandemic Vaccines: Implications for Pandemrix-Associated Narcolepsy Risk. Vaarala O, Vuorela A, Partinen M, Baumann M, Freitag TL, Meri S, Saavalainen P, Jauhiainen M, Soliymani R, Kirjavainen T, Olsen P, Saarenpää-Heikkilä O, Rouvinen J, Roivainen M, Nohynek H, Jokinen J, Julkunen I, Kilpi T. PLoS One. 2014 Dec 15;9(12):e114361

http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0114361

 

Väinö Linnan romaani Täällä pohjantähden alla alkaa tunnetusti: ”Alussa oli suo, kuokka ja Jussi”. Jussi sai luvan rakentaa pappilan suolle oman torppansa, mutta se edellytti suon kuivaamista – käsityöllä. Jussi joutui tekemään töitä raivokkaasti ja saikin työstään maanviljelysseuran raivausmitalin ja on sittemmin edustanut suomalaisessa kulttuurissa yhdenlaista miehen mallia, sellaista joka ei pelkää työtä eikä turhia löpise. Tällaiseen miehen stereotyyppiin on usein kuulunut myös viinan kirot, väkivaltaiset purkaukset humalassa. Evolutiivisesta näkökulmasta he saattoivat olla selviytyjiä ankarissa luonnonoloissa ja sodissa. Mutta onko evoluutio tehnyt heille nyttemmin tepposet? Ovatko maailma ja sen sosiaaliset kuviot muuttuneet niin, että vimmaisista taistelijoista ja suonraivaajista uhkaa tulla urbaanimmassa ja päihteitä vilisevässä maailmassa herkemmin väkivaltarikollisia?

Henkirikosten ilmaantuvuus on Suomessa luokkaa 2-3/100,000 asukasta. Se on korkeampi kuin EU:ssa keskimäärin. Rikollisuustaso selittyy suurelta osin keski-ikäisten työelämän ulkopuolella olevien runsaasti alkoholia käyttävien miesten korkealla rikollisuustasolla. Muiden väestöryhmien henkirikollisuus ei Suomessa juurikaan eroa muiden Euroopan maiden tilanteesta (Lehti M Henkirikoskatsaus 2013. Oikeuspoliittinen tutkimuslaitos Verkkokatsauksia 29/2013),

Adoptiotutkimukset ovat osoittaneet, että väkivaltarikollisuus on periytyvää. Väkivaltarikokset myös keskittyvät melko pienelle joukolle tekijöitä, jotka ovat yleensä alkoholin tai huumausaineen vaikutuksen alaisia miehiä. Impulsiivisiin rikoksiin onkin jo aiemmin pystytty Suomessa yhdistämään serotoniini-reseptoria koodaavan HTR2B geenin harvinainen inaktivoiva variantti (HTR2B Q20stop), jota esiintyi 7%:lla rikollisista vs. 2%:lla verrokeista (Bevilacqua ym. Nature 2010; 468: 1061–66). Kyseinen variantti on Suomessa 20-kertaa yleisempi kuin muualla Euroopassa (http://exac.broadinstitute.org). Lisäksi harvinainen inaktivoiva mutaatio X-kromosomaalisessa monoamine oxidase A (MAOA) –geenissä on pystytty liittämään poikien impulsiivisuuteen ja aggressiivisuuteen hollantilaisessa suvussa.

Nyt on koko perimän kattavalla ja kandidaattigeeneihin kohdistuvalla tutkimuksella osoitettu suomalaisilta kaksi geneettistä tekijää, jotka assosioituvat väkivaltarikoksiin. Kyseinen korkeatasoinen tutkimus toteutettiin laajana kansallisena yhteistyönä; päätutkijoina olivat professorit Jari Tiihonen (Itä-Suomen yliopisto, Niuvanniemen sairaala, Karolinska ja THL) ja Tiina Paunio (HY, HYKS ja THL). Tutkimukseen kerättiin vapaaehtoisia 19 suurimmasta vankilasta ja siihen osallistui noin 80% kutsutuista. Heiltä kerättiin tiedot päihteiden käytöstä, antisosiaalisesta persoonallisuushäiriöstä ja lapsuuden kasvuympäristöstä. Tutkimuksessa oli mukana myös muista kuin väkivaltarikoksista tuomittuja, tällä pyrittiin varmistamaan löydösten spesifisyys väkivaltarikoksiin.

Koko perimän laajuisessa tutkimuksessa löytyi assosiaatio Cadherin-13 (CDH13) geeniin (markkeri rs11649622, p=4 x 10^-6, odds ratio 2.7), joka pystyttiin vahvistamaan myös replikaatio-aineistossa (p=0.013, odds ratio 1.7). CDH13 on aiemmin liitetty tarkkaavaisuushäiriön (ADHD) riskiin ja ADHD:ta esiintyykin runsaasti myös väkivaltarikollisilta. Vielä tarvitaan lisätutkimuksia sen selvittämiseksi, mitkä spesifit muutokset CDH13 geenissä liittyvät väkivaltarikollisuuteen tai ADHD:hen, ja onko niiden taustalla sama neurobiologinen ilmiö. CDH13 proteiini liittyy toiminnallisesti hermosolujen välisten kontaktien muodostumiseen ja solunsisäiseen signalointiin.

Kandidaattigeeni lähestymistavalla analysoitiin MAOA ja HTR2B geenejä. HTR2B Q20stop ei assosioitunut väkivaltarikoksiin. Kirjoittajat pohtivat, että kyseinen variantti lienee spesifimpi impulsiivisuudelle kuin väkivaltaisuudelle, sillä aiemmassa tutkimuksessa oli mukana paljon muitakin impulsiivisia rikoksia tehneitä (kuten tuhopolttajia). MAOA-geenin promoottorin toistojakso-variantti (ns. VNTR-alleeli, frekvenssi 43% verokkiväestössä), jonka on osoitettu liittyvän matalaan MAOA-aktiivisuuteen, assosioitui selkeästi väkivaltarikoksin. Yhteys löytyi sekä 2-10 rikosta (p=2.7 x 10^-5, odds ratio 1.7) ja >10 rikosta (p=0.0002, odds ratio 2.7) tehneillä. MAOA liittyy toiminnallisesti dopamiinin, serotoniinin ja noradrenaliinin oksidaatioon mitokondrioissa. Alkoholi, amfetamiini ja monet muut päihteet kohottavat hetkellisesti ainakin aivojen dopamiinin määrää. Kirjoittajat pohtivat, että alhainen MAOA aktiivisuus saattaa johtaa poikkeuksellisen korkeisiin hetkellisiin välittäjäainepitoisuuksiin, mikä saattaa edistää impulsiivista väkivaltaisuutta.

Kirjoittajat pohtivat, että näillä väkivaltarikoksiin assosioituvilla geenivarianteilla ei tule olla oikeudellista merkitystä. Yleinen henkinen fenotyyppi on ratkaisevaa oikeuden edessä, ei yksittäisten varianttien genotyyppi. Yksilön näkökulmasta tutkimus tuo syvällisiä kysymyksiä esiin, koska geenit selvästikin ohjaavat kykyämme erilaisten psyykkisten impulssien kontrolliin. Ihmisten erilaisuus tässä suhteessa pitäisi osata ottaa huomioon jo varhain lasten kasvatuksessa, koulumaailmassa ja yhteisöjen toiminnassa, jotta myös suonraivaaja-Jussit ja muut taistelijat löytävät vihreän oksansa nyky-yhteiskunnassa.

Tiihonen J, Rautiainen MR, Ollila HM, Repo-Tiihonen E, Virkkunen M, Palotie A, Pietiläinen O, Kristiansson K, Joukamaa M, Lauerma H, Saarela J, Tyni S, Vartiainen H, Paananen J, Goldman D, Paunio T. Genetic background of extreme violent behavior. Mol Psychiatry. 2014 Oct 28. doi: 10.1038/mp.2014.130. [Epub ahead of print]

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25349169

Huntingtonin tauti on perinnöllinen aivojen rappeumasairaus, joka aiheuttaa liikehäiriöitä, kognitiivisia oireita ja persoonallisuuden sekä tunne-elämän muutoksia. Pidemmälle edettyään kävely muuttuu tahattomasti nykiväksi (korea), jonka vuoksi sitä on joskus kutsuttu kansanomaisesti tanssitaudiksi. Huntingtonin taudissa hermosolujen rappeutuminen on erityisen voimakasta ns. tyvitumakkeissa (caudatus, putamen, globus pallidum), jotka säätelevät tahdonalaisia liikkeitä. Jo runsaat 20 vuotta sitten tunnistettiin geenivirhe Huntingtiiniksi nimetyssä geenissä ja kyseessä on polyglutamiinia koodaavan CAG-toistojakson monistuma. Mutaatio aiheuttaa uusia ominaisuuksia (gain-of-function) huntingtiini-proteiiniin ja on osoitettu, että mutantti-huntingtiinia (mHtt) kulkeutuu runsaasti solun tumaan normaalista huntingtiinista poiketen.

Tumassa ja muuallakin solun sisällä mHtt muodostaa kertymiä, joissa on ubikitiiniä. Ubikitiinin lisääminen proteiineihin merkkaa ne tulevaa hajotusta varten (joka tapahtuu proteosomeissa), vähän niin kuin metsuri merkkaa kaadettavaksi tarkoitetut puut. Solun sisällä on paljon proteiineja jotka säätelevät ubikitinaatiota (ubikitiinin lisäämistä) ja de-ubikitinaatiota (ubikitiinin poistamista). mHtt:n  liiallinen ubikitinaatio saattaa johtaa solun ubikitiinibalanssin muutoksiin ja heikentyneeseen proteiinien laadunvalvontaan ja metaboliseen stressiin.

Laura Korhosen ja Dan Linholmin tutkimusryhmät havaitsi soluviljelmissä, että mHtt kertymät vähenevät yliekspressoimalla de-ubikitinoivaa entsyymiä Usp14 (ubiquitin-specific protease-14). He havaitsivat myös, että mHtt soluviljelmissä ja transgeenisen mutanttihiiren tyvitumakkeissa solun ER stressiin liittyvä proteiini IRE1 on poikkeavasti aktivoituneena. He havaitsivat yhteyden Usp14 ja IRE1 välillä siten, että normaalisoluissa interaktio oli vahvempi kuin mHtt  soluissa. Usp14 yliekspressio vähensi IRE1 aktivoitumista mutanttisoluissa ja suojasi solukuolemalta ja solukuolemaa välittävän kaspaasi-3:n aktivaatiolta.

Tässä tutkimuksessa tuli esiin uusia piirteitä Huntingtonin taudissa esiintyvistä poikkeavista metaboliaväylistä ja niiden säätelystä: IRE1 aktivoituminen on yksi solustressiä välittävä mekanismi ja Usp14 kykenee jarruttamaan sitä.

Hyrskyluoto A, Bruelle C, Lundh SH, Do HT, Kivinen J, Rappou E, Reijonen S, Waltimo T, Petersén A, Lindholm D, Korhonen L. Ubiquitin specific protease-14 reduces cellular aggregates and protects against mutant huntingtin-induced cell degeneration: involvement of the proteasome and ER stress-activated kinase IRE1α. Hum Mol Genet. 2014 Jun 20. pii: ddu317. [Epub ahead of print]

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24951540?dopt=Abstract

 

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 S, Park MJ, Kivioja T, Clark AD, Mäkinen N, Gao F, Palin K, Nurkkala H, Vähärautio A, Aavikko M, Kämpjärvi K,Vahteristo P, Kim CA, Aaltonen LA, Varjosalo M*, Taipale J*, Boyer TG*. Uterine Leiomyoma-Linked MED12 Mutations Disrupt Mediator-Associated CDK Activity. Cell Rep. 2014 Apr 18. pii: S2211-1247