Väitös: Seeprakalan avulla tuotetaan uudenlaisia tutkimusmalleja ihmisen sairauksille

— Ihmisen geneettisten sairauksien ja infektiosairauksien mallintaminen nojaa edelleen vahvasti eläinmallien käyttöön. Koska monet geneettiset ja patogeenien aiheuttamat sairaudet ovat useiden eri solu- ja kudostyyppien yhteisvaikutuksesta riippuvaisia, emme vielä kykene mallintamaan niitä ainoastaan solu- ja kudosviljelmien avulla, vaikka toki niistäkin on varsinkin varhaisessa tutkimuksessa hyötyä, Uusi-Mäkelä kertoo.

— Nisäkkäiden, kuten hiirten, tarvetta ihmisen tautimallinnuksessa voitaisiin vähentää vaihtoehtoisten eläinmallien, kuten seeprakalan ja banaanikärpäsen avulla. Tietyissä tilanteissa seeprakala soveltuu tautimallinnukseen jopa paremmin kuin perinteinen hiirimalli, Uusi-Mäkelä perustelee.

Uusi-Mäkelä hyödynsi väitöskirjatutkimuksessaan geenimuunneltuja seeprakaloja ihmisen tautien genetiikan mallinnuksessa. Tutkimuksessa tuotettiin seeprakalamalli ihmisen harvinaisen FINCA-sairauden tutkimukseen sekä kaksi seeprakalamallia ihmisen tuberkuloosi-infektion genetiikan tutkimusta varten.

FINCA-sairautta käsitelleessä tutkimuksessa selvitettiin tämän hiljattain Suomessa tunnistetun geneettisen sairauden aiheuttajaa. Tutkituilla FINCA-potilailla havaittiin muutoksia geenissä, joka koodaa toistaiseksi tuntematonta NHLRC2-proteiinia. Potilaat syntyivät terveinä, mutta pian syntymän jälkeen, alle kahden vuoden iässä, menehtyivät tuntemattomaan monielinsairauteen.

Tutkimuksen kannalta geenin ja sairauden syy-yhteys pitää pystyä osoittamaan myös eläinmalleissa. Hiirimallin tuottaminen sairaudelle osoittautui kuitenkin hyvin vaikeaksi, sillä poistogeeniset hiiret menehtyivät ennen syntymää. Seeprakalalla, jonka vastaava geeni on hiljennetty, havaittiin elektronimikroskopian avulla aivojen keskiosassa muutoksia, joita voidaan pitää vastaavina ihmispotilaiden aivokudoksissa havaituille muutoksille, mikä puolsi NHLRC2-geenin roolia ihmisen FINCA-sairauden synnyssä. Tutkimus tehtiin yhteistyössä Oulun yliopiston tutkijoiden kanssa.

Infektiosairauksien tutkimuksessa seeprakala soveltuu hyvin esimerkiksi ihmisen tuberkuloosin mallintamiseen. Sekä ihminen että seeprakala ovat luontaisesti alttiita mykobakteerien aiheuttamille sairauksille (kuten tuberkuloosi), toisin kuin esimerkiksi hiiret. Seeprakaloilla esiintyvä niin kutsuttu kalatuberkuloosi muistuttaa mekaniikaltaan ihmisen tuberkuloosia.

Tutkimuksen tulokset osoittivat, että inflammasomisignalointireitti on olennainen osa kehon immuunipuolustusta mykobakteeri-infektiossa. Sen sijaan intelektiini 3 -geenin merkitys mykobakteerin aiheuttaman infektion etenemiseen todettiin vähäiseksi.

— Tutkimustemme avulla voitiin osoittaa kunkin tutkitun geenin merkitys sairaudessa, ja osoitettiin seeprakalan soveltuvan hyvin ihmisen genetiikan malliksi. Parhaassa tapauksessa vaihtoehtoisten eläinmallien avulla voidaan samanaikaisesti tuottaa erittäin luotettavaa tutkimustietoa sekä vähentää tarvetta nisäkäsmallien käytölle, Uusi-Mäkelä toteaa.

Väitöskirjan valmistuttua Uusi-Mäkelä on siirtynyt Karoliiniseen instituuttiin tutkimaan pneumokokki-infektioita Birgitta Henriques Normarkin tutkimusryhmään.

Filosofian maisteri Meri Uusi-Mäkelän kokeellisen immunologian alaan kuuluva väitöskirja Zebrafish as a Model for Human Genetic and Infectious Diseases tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa keskiviikkona 8.6.2022 kello 12.00 alkaen. Paikkana on Tampereen yliopiston Arvo-rakennuksen sali F114, osoitteessa Arvo Ylpön katu 34, Tampere. Vastaväittäjänä toimii professori Marko Salmi Turun yliopistosta. Kustoksena toimii professori Mika Rämet.