Väitös: Kantasolujen erilaistumismekanismien kartoitus tuo valoa suolistosairauksien toimintaan

Suoliston epiteelin homeostaasi eli pintasolukon sisäinen tasapaino on suoliston kantasolujen uudistumiskyvyn ja erilaistumisen välistä tasapainoilua. Tiedetään, että tätä järjestelmää säätelee Wnt/β-kateniini-signalointireitti, mutta epigeneettisten tekijöiden osuutta ei vielä täysin ymmärretä. Epigenetiikalla tarkoitetaan sellaista informaatiota, jota tarvitaan geenien luennan säätelyssä, mutta jota ei löydy itse DNA:n emäsjärjestyksestä.

Histonien metylaatio on solujen normaaliin geenisäätelyyn liittyvä kemiallinen reaktio. Se tapahtuu jokaisessa solussa ja kudoksessa jatkuvasti ja se varmistaa, että geenimme toimivat oikein. Polycomb Repressive Complex 2, lyhyesti PRC2, katalysoi histoniproteiinin metylaatiota, joka johtaa lopulta genomisen DNA:n pakkautumiseen. Tämän tuloksena kohdealueen geenin luenta estyy.

Mikko Oittinen tarkasteli väitöstutkimuksessaan PRC2:n roolia suoliston kantasolujen erilaistumisessa ja M-solujen muodostumisessa. Kantasolut ovat erilaistumattomia soluja, jotka kykenevät uusiutumaan ja erilaistumaan miksi tahansa solutyypiksi. M-solut toimivat osana immuunipuolustusta siirtämällä suolistosta bakteerien komponentteja esiteltäväksi immuunisoluille.

Tutkimuksen tavoitteena oli kartoittaa lisäksi keliakiapotilailta koko genomin RNA-profiilin muutokset ohutsuolen epiteelistä. Kartoitus tehtiin taudin aktiivisen ja hoidetun vaiheen välillä. Oittinen tutki yhdessä kollegoiden kanssa myös geenien luentaa keliakiassa ennen ja jälkeen gluteenialtistuksen. Lisäksi tutkimus antoi tietoa M-solujen erilaistumismekanismeista ja siihen osallistuvista geeneistä.

Oittinen käytti tutkimuksessaan hiiren suoliston kantasoluista kasvatettuja minisuoliksi kutsuttuja organoideja eli kudoksen rakennetta muistuttavia 3D-soluviljelmiä. Niiden avulla selvitettiin suoliston solujen erilaistumista ja niiden epigeneettistä säätelyä.

– Huomasimme, että Wnt-signalointijärjestelmä oli yliaktiivinen, kun potilaat olivat gluteenipitoisella ruokavaliolla. Lisäksi havaitsimme, että vaikka potilaat olivat gluteenittomalla ruokavaliolla, molekyylitasolla oli silti havaittavissa muutoksia terveisiin verrattuna, Oittinen kertoo.

– Havaintojemme mukaan tietyt pahanlaatuiset muutokset, jotka liittyvät keliakiaan ja esimerkiksi kasvainten muodostumiseen, voisivat olla PRC2:n kantasolumaisuutta edistävän toiminnan aikaansaannosta suoliston epiteelissä. Näitä tuloksia voi mahdollisesti hyödyntää keliakian diagnoosissa, vaikka ohutsuolen koepalassa ei vielä näkyisi keliakian edetessä tapahtuvia muutoksia.

Mikko Oittinen on kotoisin Kangasalta ja valmistui filosofian maisteriksi Tampereen yliopiston bioteknologian koulutusohjelmasta syksyllä 2014. Väitöskirjatyö on tehty Intestinal Signalling and Epigenetics -tutkimusryhmässä. Oittinen työskentelee nykyään asiantuntijatehtävissä Fimlab Laboratoriolla Tampereella.

Väitöstilaisuus perjantaina 31. toukokuuta

Filosofian maisteri Mikko Oittisen solu- ja molekyylibiologian alaan kuuluva väitöskirja Polycomb Repressive Complex 2-mediated Regulation of Intestinal Epithelial Homeostasis and Differentiation in Health and in Coeliac Disease tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa perjantaina 31.5.2024 klo 11 Arvo-rakennuksen Jarmo Visakorpi -salissa (Arvo Ylpön katu 34, Tampere). Vastaväittäjänä toimii professori Päivi Peltomäki Helsingin yliopistosta. Kustoksena toimii dosentti Keijo Viiri Tampereen yliopistosta.