Tutkijat onnistuivat selvittämään jo vauvaiässä puhkeavan diabeteksen tautimekanismin

Silloin kun lapsi sairastuu diabetekseen jo alle puolivuotiaana, sairauden taustalla on yleensä mutaatio jossakin insuliinia tuottavien beetasolujen toiminnan kannalta tärkeässä geenissä. Usein mutaatio löytyy insuliinia koodaavasta geenistä, jolloin kyseinen geeni tuottaa virheellistä insuliinia. Koska mutaatio on vain toisessa geenialleelissa, puolet solun tuottamasta insuliinista on normaalia, mutta silti tilanne johtaa muutamassa kuukaudessa täydelliseen insuliinin puutokseen.

Professori Timo Otonkosken johtama tutkimusryhmä on nyt selvittänyt, millä mekanismilla mutatoituneen geenin tuottama virheellinen insuliini vahingoittaa beetasoluja.

– Jo pitkään on tiedetty, että tällainen mutatoitunut insuliini aiheuttaa beetasolussa vaikean stressireaktion, ja on oletettu, että tämä johtaa solukuolemaan. Meidän tutkimuksemme kuitenkin osoitti, että olettamus on osittain väärä, Otonkoski kertoo.

Tutkijat käyttivät potilaan iPS-kantasoluja (indusoidut pluripotentit kantasolut) luodakseen sairaudesta kokeellisen mallin, ja korjasivat soluissa esiintyvän insuliinigeenin mutaation CRISPR-Cas9-menetelmää hyödyntäen. Tämän jälkeen he pystyivät vertailemaan samalta henkilöltä peräisin olevia beetasoluja, joiden ainoa geneettinen ero oli insuliinigeenin mutaatio.

Sekä sairaat että terveet solut erilaistettiin insuliinia tuottaviksi beetasoluiksi, ja solujen kehittymistä seurattiin sekä soluviljelmässä että hiirimallissa. Yllätyksekseen tutkijat havaitsivat, että mutatoituneet solut eivät kuole, kuten oli oletettu. Niiden normaali kehitys kuitenkin häiriintyy niin paljon, että ne eivät kykene tuottamaan merkittäviä määriä insuliinia.

Tutkijat onnistuivat myös tunnistamaan ne mekanismit, joiden välityksellä virheellinen insuliini johtaa solujen vaurioitumiseen. Kun vaurioon johtava tapahtumaketju tunnetaan, on mahdollista löytää keino vaikuttaa siihen, Otonkoski toteaa.

eLIFE-tiedelehdessä julkaistu tutkimus osoittaa, että kantasolu- ja genominmuokkausteknologioita käyttämällä on mahdollista tunnistaa niitä mekanismeja, jotka johtavat diabeteksen kehittymiseen.

– Voimme jatkossa käyttää samaa lähestymistapaa myös yleisempien diabeteksen muotojen tutkimisessa. Tavoitteena on tietysti löytää uusia täsmähoitoja, joilla diabetesta voidaan hoitaa tai sen puhkeaminen ehkäistä, Otonkoski sanoo.

Lisätietoja:

Professori Timo Otonkoski
Puh. 050 448 6392
Sähköposti: timo.otonkoski@helsinki.fi
Otonkoski Lab

Viite: Balboa D, Saarimäki-Vire J, Borshagovski D, Survila M, Lindholm P, Galli E, Eurola S, Ustinov J, Grym H, Huopio H, Partanen J, Wartiovaara K, Otonkoski T: Insulin mutations impair beta-cell development in a patient-derived iPSC model of neonatal diabetes. Elife. 2018 Nov 9;7. pii: e38519. doi: 10.7554/eLife.38519.