Geenitutkimuksessa tunnistettiin proteiini, joka voi suojata punkkien levittämältä taudilta

Tutkimus osoitti, että SCGB1D2-geeni tuottaa iholle ja hikeen erittyvää sekretoglobiiniproteiinia, joka hillitsee borrelioosibakteerien kasvua. Geenin heikommin toimiva muoto lisää borrelioosin riskiä.

Borrelioosi on punkkien, kuten suomalaisen puutiaisen, levittämä Borrelia-suvun bakteerien aiheuttama tartuntatauti. Suomalaisten arvellaan saavan yli miljoona punkin puremaa vuosittain. Valtaosa puremista ei johda borrelioosiin, mutta tartunnan saa silti arviolta noin 10 000 suomalaista vuosittain.

Hanna Ollilan vetämässä tutkimuksessa haluttiin selvittää mahdollisia biologisia tekijöitä, jotka altistavat borrelioosille.

Borrelioositartuntaan liittyi kaksi tärkeää immuunijärjestelmän toimintaa säätelevää geenialuetta: HLA-geenit, jotka auttavat puolustautumaan tarkasti eri taudinaiheuttajia vastaan sekä TLR1-geenialue, joka säätelee elimistön ja puolustussolujen sytokiinivasteita.

Kenties yllättävin, mutta selkein löydös saatiin kuitenkin sekretoglobiinia tuottavaan SCGB1D2-geeniin. Tulos herättikin välittömästi tutkijoiden mielenkiinnon.

 – Sekretoglobiinit ovat eritettäviä proteiineja, joita tyypillisesti esiintyy hengitysteissä, iholla ja eritteissä. Muut saman geeniperheen jäsenet vaikuttavat esimerkiksi hengitystieinfektioihin, mutta tästä 1D2-jäsenestä emme tienneet aiemmin juuri mitään.

– On jännittävää, että sen yhteys borrelioosiin on huomattavasti vahvempi kuin perinteisen immuniteetin säätelijöillä, kuten HLA-geeneillä. Kyseessä on mahdollisesti aiemmin tuntematon puolustusmekanismi borrelioosia vastaan, sanoo ryhmänjohtaja Hanna Ollila Helsingin yliopiston Suomen molekyylilääketieteen instituutista FIMMistä.

Havainto voi auttaa kehittämään uusia borrelioosin hoito- ja ehkäisykeinoja.

Geenitutkimus antoi lähtösysäyksen uuden suojamekanismin tunnistamiselle

Tutkijat hyödynsivät suomalaisen FinnGen-tutkimuksen ja Viron biopankin aineistoja. Tulokset saatiin vertaamalla yli 25 000 borrelioosin saaneen henkilön perimää osallistujiin, joilla ei ollut koskaan diagnosoitu borrelioosia.

Sekä suomalaisessa että virolaisessa väestössä havaittiin, että SCGB1D2-geenin huonommin toimiva geenimuoto lisäsi väestötasolla borrelioosiriskiä noin kahdellakymmenellä prosentilla. Vaikutusta minkään muun infektion tai sairauden riskiin ei sen sijaan nähty.

 – On tärkeä muistaa, että tämä löydös ei kerro yksilön tautiriskistä, vaan auttaa ymmärtämään biologisia reittejä sekä löytämään uusia tautimekanismeja, Ollila toteaa.

– Proteiini on mielenkiintoinen, koska se vaikuttaa vain borrelioosiriskiin. Tämä löydös voi mahdollistaa varautumisen siihen, jos ilmaston lämmetessä punkkien määrä lisääntyy ja borrelioosi yleistyy, kertoo tutkimuksessa mukana ollut evoluutiobiologi, akatemiatutkija Tuomas Aivelo.

Sekretoglobiinin vaikutus saatiin näytettyä myös hiirimallissa

Seuraavaksi tutkijat halusivat selvittää, miten kyseisen sekretoglobiini-proteiinin eri muodot vaikuttavat borrelioosiin.

Laboratoriossa tehdyt jatkotutkimukset osoittivat, että SCGB1D2-proteiini hillitsi borrelioosibakteerien kasvua. Taudille altistava muoto, jonka rakenteessa on pieni muutos, ei kuitenkaan hillinnyt kasvua yhtä tehokkaasti. Sitä tarvittiin noin kaksinkertainen määrä normaaliin proteiiniin verrattuna saman vaikutuksen aikaansaamiseksi.

Lisäksi tutkijat pystyivät osoittamaan SCGB1D2-proteiinin tehon borrelioositartunnan estossa myös hiirikokeissa.

– Emme tiedä tarkasti, miten proteiini estää borrelioosibakteerien kasvua, mutta toivomme, että voimme hyödyntää proteiinia lääkekehityksessä ja mahdollisesti joko estää borrelioosin kehittymistä tai hoitaa infektioita, jotka eivät reagoi antibiootteihin, toteaa tutkimuksen toteuttanut tutkijatohtori Satu Strausz.

Seuraavaksi tutkijat selvittävät laajemmin borrelioosin riskitekijöitä sekä sekretoglobiinien merkitystä immuunipuolustuksessa. Tutkimuksen tulokset voivat auttaa kehittämään uusia hoitomuotoja tai suojautumiskeinoja borrelioosia vastaan jo lähitulevaisuudessa.

Tutkimus tehtiin yhteistyössä Stanfordin yliopiston, Harvardin yliopiston ja MIT:n kanssa.

Tutkimusta on rahoittanut Instrumentariumin tiedesäätiö, Suomen Lääketieteen säätiö ja Suomen Akatemia sekä seuraavat ulkomaiset säätiöt: Fairbairn Family Foundation, the Younger Family, the Bay Area Lyme Foundation. 

Alkuperäinen julkaisu: SCGB1D2 inhibits growth of Borrelia burgdorferi and affects susceptibility to Lyme disease. Nature Communications March 19, 2024. https://doi.org/10.1038/s41467-024-45983-9

 

Lisätietoja:

Hanna Ollila, FIMM-EMBL ryhmänjohtaja

Suomen molekyylilääketieteen instituutti FIMM, HiLIFE, Helsingin yliopisto

s-posti: hanna.m.ollila@helsinki.fi

 

Tuomas Aivelo, akatemiatutkija

Organismi- ja evoluutiobiologian tutkimusohjelma, Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta, Helsingin yliopisto

s-posti: tuomas.aivelo@helsinki.fi

puh. 040 828 6466