Solujen DNA-virheet johtavat moniin tauteihin. Ehkä jopa suurimpaan osaan kaikista taudeistamme, jos otamme mukaan sen, kuinka DNA:han kirjoitettuja ohjeita eli geenejä luetaan. Luennoillani olen joskus haastanut kuuntelijoita keksimään tauteja, joihin en itse osaa keksiä DNA:n tai sen lukemisen virheestä johtuvaa syytä. Luento- tai edes blogiteknisesti tämä ei aina ole viisasta, sillä kohdeyleisön mielenkiinto ja huomio jää joskus kilpailuhenkisesti askartelemaan esitetyn haasteen ratkaisemiseksi, mutta pointti tulee usein selväksi – hyvin toimivat solut ovat terveyden perusta.
Sanottakoon tähän väliin ajan peluuksi, jos vaikka vielä mietit mahdollisia ei-DNA:n biologiasta johtuvia tauteja: esimerkiksi lasten traumakirurgiasta tai infektiolääketieteestä varmasti löytyy tapauksia, joissa solut ovat ennen hoidettavaa ongelmaa olleet melko hyvässä kunnossa. Pelastukseni tällöin on yleensä se, että käyttäytymistä säätelevillä soluilla voi olla vaikutusta siihen, kuinka vaikka traumatapahtumaan on jouduttu. Joka tapauksessa, pieni herättävä kysymys saa yleisön usein aktiiviseksi ja varsinkin nuoriso tarttuu hanakasti syöttiin ja tilanteista tulee parhaassa tapauksessa mielenkiintoista vuoropuhelua, joka on hyväksi myös luennoitsijan luutuneille ajatuksille.
Takaisin asiaan. Solun sisäiset DNA-virheet voivat siis aiheuttaa tauteja. Suurin osa DNA-virheistämme syntyy kudoksissa elämän aikana, sillä niitä tulee soluihin melkein aina jakautumisen yhteydessä. Kun virheitä on tarpeeksi paljon tai kriittisissä kohdissa, solu ei enää osaa toimia. Kudosten toiminta huononee, niiden uusiutuminen hidastuu, vanhenemme tai saamme mahdollisesti syövän. Tiedämmehän jo ennestään, kuinka ikääntyminen ja syöpä liittyvät erittäin kiinteästi toisiinsa. Positiivisesti ajatellen on siis hyvä asia, että syöpien esiintyminen on kasvanut, sillä se kertoo ennen kaikkea siitä, että elämme pidempään kuin aiemmin. Syöpiä ja todennäköisesti monia muitakin tauteja aiheuttavat DNA-muutokset ovat kuitenkin somaattisia, eli ne tapahtuvat vain yksittäisissä soluissa, eivätkä näin ole perinnöllisiä, jos silloin tällöin sattuvat sukusolujen somaattiset mutaatiot jätetään pois laskuista.
Perinnöllisiä tauteja aiheuttavia DNA- muutoksiakin riittää. Nämä muutokset ovat olemassa jo siinä yhdessä hedelmöittyneessä munasolussa, josta me saamme alkumme. Yhdestä geenistä löytyvän virheen perusteella syntyviä sairauksia tai oireyhtymiä tunnetaan yli 5000. Suurin osa tiedossamme olevista tautimuutoksista vaikuttaa DNA:n emäsjärjestyksen perusteella syntyvään RNA:han ja usein siitä eteenpäin, transloituvaan proteiiniin. Geenien lukemisen virheitäkin tunnetaan, mutta tästä epigenetiikan yhteydestä tauteihin osaamme vasta melko vähän. Monitekijäisten tautien syntymekanismit ovat luultavasti, kuten nimikin sanoo, monimutkaisia. Tähän kategoriaan kuuluvat usean eri geenin yhteispelistä johtuvat taudit, tai se kuinka ympäristö vaikuttaa vaikka nyt hiukan persoonallisen geenivariantin lukemiseen. Lääketieteen ja biologian ymmärtämisen haaste ei siis ihan heti tule valmiiksi.
Uudet tekniikat tuovat uutta tietoa ja melko nopeasti niitä opitaan myös käyttämään erilaisiin tarkoituksiin. DNA:n muokkaaminen on kehittynyt niin nopeasti, että hitaampia hirvittää mihin tässä vielä joudutaankaan. Tautien hoitaminen solujen DNA:ta korjaamalla on jo tätä päivää, joskin vielä melko pienessä mittakaavassa ja lähinnä potilaskokeissa. Tekniikoista kannattaa eri kirjainlyhenteiden opettelun sijasta muistaa se, että idea on luoda menetelmä, joka tekstinkäsittelyn kursorin tavoin voidaan kohdentaa mihin tahansa kohtaan kirjoitusta, tässä tapauksessa elävän solun DNA-tekstiä. Kun tämä onnistuu, mahdollisuudet ovat moninaiset. Solulle voidaan tehdä DNA-ohje, jossa teksti on muuttunut paremmaksi, tai sen geenikirjaan voidaan luoda kirjanmerkkejä, jotka kertovat: ”avaa minut tästä”. Päinvastainenkin on mahdollista, eli joku DNA-alue voidaan tuhota tai piilottaa, niin ettei solu saa sitä luetuksi.
Mihin tällaista solun sisäistä DNA:n muokkaamista sitten käytetään? Esimerkiksi HI-viruksen sisääntuloportti on poistettu HIV:iä kantavien ihmisten verisoluista, jolloin viruksen lisääntyminen lakkaa. 2017 lopulla tehtiin ensimmäinen geenimuokkaus suoraan suoneen annettavalla lääkkeellä, jonka tarkoitus on saada potilaan maksa tuottamaan synnynnäisesti puuttuvaa entsyymiä. Viljelymaljalla olevissa ihmisen soluissa, mutta myös elävissä hiirimalleissa on parannettu perinnöllistä Huntingtonin tautia aiheuttavaa proteiinia tuottavia viallisia aivojen hermosoluja. Syövän hoidossa geenimuokkauksella on usein ongelmallista se, että syöpäsoluissa on niin monia muutoksia. Tämän vuoksi hoitoa lähestytään sitä kautta, että tehdään potilaan immuunisolut DNA:ta editoimalla niin ärhäköiksi, että syöpä saadaan tuhottua. Tällainenkin potilaskoe on siis käynnissä.
Eettiset kysymykset ovat oma lukunsa. Jos ja kun voimme tehdä soluihin mitä mielikuvituksellisimpia muutoksia, pitääkö tai saako niitä kokeilla? Kuinka suhtaudutaan perinnöllisten muutosten tekemiseen? Menetelmäthän toimivat myös ihmisalkioilla, joskaan hoitokokeisiin ei ole missään vielä menty, koska vastuulliset tutkijat pitävät teknistä osaamista vielä liian heikkona. Asiasta keskustellaan kuitenkin melkoisesti, mikä onkin hyvä, sillä todennäköisesti tekniikat tästä vaan paranevat ja jossain vaiheessa niiden hyödyt voivat ylittää mahdolliset riskit. Mielestäni on ihan järkevää miettiä olisiko oikein vai väärin, että koko ihmiskunta tehtäisiin immuuniksi vaikkapa nyt HIV:lle tai malarialle.
Tähän loppuun mainos yleisöluennosta 12.3. 2018. Geenimuokkauksen arvostettu tutkija professori Shoukhrat Mitalipov (USA) tulee Helsinkiin vierailulle ja pitää yleisöluennon Helsingin yliopiston juhlasalissa klo 16.00. Luennon otsikko on ”Gene repair of hereditary mutations”, jonka jälkeen on mahdollisuus keskustella aiheesta ja esittää kysymyksiä asiantuntijoille. Tervetuloa!
https://www.helsinki.fi/sites/default/files/atoms/files/dr_shoukhrat_mitalipov_helsinki_20180312.pdf