Syöpätutkimus on myös matematiikkaa

Syövät ovat heterogeeninen joukko sairauksia, jotka aiheuttavat vuosittain 7,6 miljoonaa kuolemaa maailmanlaajuisesti. Solutasolla syövälle on ominaista lisääntynyt solukasvu sekä leviäminen ympäröivään kudokseen. Nämä solutason ilmiöt johtuvat ympäristö- ja perinnöllisistä tekijöistä, jotka lisäävät genomin mutaatioalttiutta ja häiritsevät solun biokemiallisia prosesseja. Syövän hoidolle sekä diagnoosille on tärkeää tunnistaa geneettiset muutokset syöpäsoluissa sekä niiden vaikutukset fenotyyppiin.

Syövän solumuutoksia voi tutkia genominlaajuisilla mittaustekniikoilla. Nämä uuden sukupolven tekniikat tuottavat mittaustietoa, jolla on kaksi ominaispiirrettä: sitä on määrällisesti paljon ja se on rakenteeltaan monimutkaista. Tällainen mittaustieto on kyettävä analysoimaan täsmällisesti ja laskennallisesti skaalautuvasti, jotta tutkimuksesta saadaan lääketieteellistä lisäarvoa.

FM Kristian Ovaska kehitti väitöstyössään kolme laskennallista menetelmää genominlaajuisten aineistojen analyysiin ja hyödynsi näitä menetelmiä kokeellisesti kolmen syövän tutkimuksessa. Hänen kehittämistään menetelmistä ensimmäinen on ohjelmistokehys Anduril, joka tarjoaa laajennettavan, työnkulkuihin perustuvan alustan suurten ja monimutkaisten aineistojen analysointiin. Toinen menetelmä on SPINLONG-algoritmi, jolla analysoidaan proteiinien sitoutumista DNA:han genominlaajuisesti. Kolmas menetelmä, GROK, on ohjelmisto laajojen DNA-sekvensointiaineistojen tehokkaaseen esikäsittelyyn.

Väitöstyönsä kokeellisessa osuudessa Ovaska tutki geenien ilmentymistä ja säätelyä glioblastooma-aivokasvaimessa sekä rinta- ja eturauhassyövässä. Tulokset osoittivat, että kehitetyt laskennalliset menetelmät soveltuivat kokeelliseen tutkimukseen, ja tutkimus tuotti uutta tietoa syöpien genomitason muutoksista. Soluviljelmiä ja potilasnäytteitä hyödyntämällä tutkimuksessa osoitettiin molekyylitason muutosten yhteys kliiniseen sairauteen.

– Kokeista saatuja tuloksia voi tarkastella sekä holistisella että spesifisellä tasolla. Holistisella tasolla tarkastellaan listoja muuntuneista geeneistä ja kromosomialueista, jolloin saadaan kokonaiskuva genominlaajuisista muutoksista syövissä. Spesifisellä tasolla keskitytään sairauden kannalta tärkeimmiksi osoitettuihin geeneihin, mikä tarjoaa luontevan lähtökohdan tuloksien tulkintaan, Ovaska sanoo.

FM Kristian Ovaska väittelee 25.4.2014 kello 12 Helsingin yliopiston lääketieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Computational methods for analyzing complex high-throughput data from cancers". Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Biomedicum Helsinki 1, Luentosali 2, Haartmaninkatu 8. Vastaväittäjänä on professori Robert Clarke, Georgetown University, ja kustoksena on professori Sampsa Hautaniemi. Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa yliopiston E-thesis -palvelussa https://helda.helsinki.fi/handle/10138/43217

Väittelijän yhteystiedot:

Puh. 09 191 25407
Sähköposti: kristian.ovaska@helsinki.fi

********************************
Ystävällisin terveisin

Päivi Lehtinen, tiedottaja, Helsingin yliopisto
paivi.m.lehtinen@helsinki.fi, 050 406 2043