Raskaudenaikaisen alkoholialtistuksen vaikutuksia odottavan äidin istukan geenien toimintaan ja niiden toimintaa säätelevään epigenomiin on tutkittu ensimmäistä kertaa laajasti Helsingin yliopistossa. Epigenomi on kerros molekyylejä DNA-juosteen päällä ja sen koostumus vaikuttaa juosteen geenien luentaan. Työssä tutkittu DNA-metylaatio on epigeneettisistä säätelijöistä tunnetuin.

Tutkimuksessa havaittiin, että äidin alkoholinkäyttö oli yhteydessä merkittävästi matalampaan istukan DNA-metylaatioon kuin verrokeilla. Yhteistyössä HUSin Naistenklinikan perinatologin Hanna Kahilan kanssa kerätyssä tutkimusaineistossa oli 80 alkoholille altistunutta vastasyntynyttä ja 100 verrokkia.

Varhaisen alkoholialtistuksen vaikutuksia tarkasteltiin enintään raskausviikolle seitsemän altistuneiden vastasyntyneiden istukoissa. Lisäksi tutkittiin alkoholin vaikutusta alkion ensimmäisiin soluihin eli kantasoluihin ja niistä erilaistettaviin eri alkiokerrosten soluihin. Tätä varten ihmisen kantasoluja altistettiin kasvatusmaljalla alkoholille.

– Havaitsimme samankaltaisia muutoksia raskauden alussa alkoholille altistuneissa istukoissa ja maljalla altistetuissa alkion kantasoluissa, väitöskirjatutkija Pauliina Auvinen kertoo.

Tämä osoittaa, että istukoissa nähdyt muutokset eivät ole seurausta esimerkiksi äidin tupakoinnista tai muista ympäristötekijöistä, joiden vaikutusta olisi muuten vaikea sulkea pois.

Vaikka raskauden alussa alkoholille altistuneet vastasyntyneet eivät poikenneet verrokeista syntymäpainon tai -pituuden suhteen, oli heillä merkittävästi pienempi pään koko. Tämä viittaisi tutkijoiden mukaan aikaisen altistuksen aiheuttamiin häiriöihin aivojen kehityksessä. Havaitut muutokset pään koossa ja epigenomissa vahvistavat alkuraskauden ympäristön suuren merkityksen sikiön kehitykselle.

Alkoholialtistuksen ”epigeneettiset sormenjäljet” avuksi kehityshäiriöiden diagnosointiin

Tutkimuksessa havaittiin, että geenit, joissa huomattiin muutoksia sekä alkoholille altistuneissa istukoissa että maljalla altistetuissa kantasoluissa, liittyivät erityisesti hermoston kehitykseen.

– Alkoholi sai aikaan samankaltaisia muutoksia DPPA4-geenissä istukassa ja hermoston suuntaan erilaistuneissa alkion kantasoluissa. Tämä geeni ilmenee vain aivan kehityksen alussa ja sen tuottama proteiini valmistaa solua erilaistumaan. Kyseessä on siis merkittävä alkionkehityksen geeni, tutkimusta johtanut Nina Kaminen-Ahola Helsingin yliopistosta toteaa.

Lisäksi alkoholialtistukseen liittyi muutoksia puheen kehitykseen vaikuttavassa FOXP2-geenissä.

– Nämä molemmat geenit vaikuttavat laajoihin geeniverkostoihin ja kehitykseen. Muutokset niiden toiminnassa voivat häiritä tarkasti säädeltyä alkionkehitystä ja saada aikaan laajan kirjon kehityshäiriöitä.

– Koska nämä muutokset syntyvät jo varhain kehityksen alussa, on mahdollista, että ne jäävät pysyväksi osaksi solujen epigeneettistä muistia, Kaminen-Ahola sanoo.

Tutkijoiden mukaan nämä universaalit muutokset, eräänlaiset alkoholialtistuksen ”epigeneettiset sormenjäljet”, voisivat toimia tulevaisuudessa biomarkkereina eli biologisina merkkeinä, joiden avulla alkoholialtistuksen aiheuttamia kehityshäiriöitä voidaan tunnistaa. Tämä mahdollistaisi varhaisen ja tarpeenmukaisen kehityksen tuen alkoholin vaurioittamille lapsille.

Raskaudenaikainen alkoholialtistus aiheuttaa laajan kirjon kehityshäiriöitä, joita kutsutaan nimellä FASD, fetal alcohol spectrum disorders. Alkoholi on yksi merkittävimpiä hermoston kehityksen häiriöiden aiheuttajista. Vaurioiden diagnosointi on hankalaa, eikä alkoholin vaurioittamien lasten todellista määrää tiedetä.

Tutkimus on avoimesti luettavissa BMC Medicine-julkaisussa: Auvinen, P., Vehviläinen, J., Marjonen, H. et al. Chromatin modifier developmental pluripotency associated factor 4 (DPPA4) is a candidate gene for alcohol-induced developmental disorders. BMC Med 20, 495 (2022). https://doi.org/10.1186/s12916-022-02699-1

Lisätietoja

Nina Kaminen-Ahola, dosentti, Helsingin yliopisto

nina.kaminen@helsinki.fi

puh. 050 4482768

Lue lisää aiheeseen liittyvästä tutkimuksesta ympäristöepigenetiikan laboratorion sivuilta.

Kuuntele lisää aiheesta Utelias mieli -podcastin jaksosta ”Onko soluilla muisti?”