Alkoholi muuttaa alkion ensimmäisten solujen geenien toimintaa

Alkion solut erilaistuvat tarkasti säädellyssä gastrulaatiossa alkiokerroksiin  – endodermiin, mesodermiin ja ektodermiin – joista muodostuvat lopulta kaikki ihmisen kudokset ja elimet. Kuuluisa kehitysbiologi Lewis Wolpert onkin todennut: ”Elämäsi tärkein tapahtuma ei ole syntymä, häät tai kuolema, vaan gastrulaatio”.  Tämä tapahtuu viidennellä raskausviikolla, jolloin naiset eivät aina vielä tiedä olevansa raskaana.

Kehitysvammaliiton arvioiden mukaan Suomessa syntyy vuosittain 600–3000 alkoholin pysyvästi vaurioittamaa lasta, mutta haastavan diagnosoinnin vuoksi todellista määrää ei tiedetä.

Alkoholin vaikutusta tähän ihmisillä vaikeasti tutkittavaan kehitysvaiheeseen ovat nyt tarkastelleet Helsingin yliopiston tutkijat yhteistyössä Itä-Suomen yliopiston tutkijoiden kanssa.

Tutkimuksessa erilaistettiin kasvatusmaljoilla monikykyisiä alkion kantasoluja kolmeen eri alkiokerrokseen. Solut altistettiin kahdelle eri alkoholipitoisuudelle, joista matalampi altistus vastasi alle yhtä promillea ja voimakas yli kolmea promillea. Tämän jälkeen tutkittiin alkoholin vaikutusta solujen geenien ilmenemiseen, geenien toimintaa sääteleviin epigeneettisiin merkkeihin sekä solujen aineenvaihduntaan.

Voimakas altistus sai aikaan enemmän muutoksia kuin matala, ja pitoisuuksien välillä havaittiin annosvaste geenien toiminnassa ja aineenvaihdunnassa. Merkittävimmät aineenvaihdunnan muutokset havaittiin solujen metioniinisyklissä.

– Metioniinisykli tuottaa soluissamme elintärkeitä metyyliryhmiä, jotka sitoutuvat DNA-juosteeseen ja vaikuttavat geenien säätelyyn. Havaitut muutokset vahvistavat tämän epigeneettisen säätelyn merkitystä altistuksen aiheuttamien häiriöiden taustalla, väitöskirjatutkija Essi Wallén kertoo.

Hermoston ensimmäiset solut herkimpiä alkoholille

Voimakkaimmat alkoholialtistuksen aiheuttamat muutokset nähtiin ektodermin soluissa, joista yksilönkehityksessä muodostuu hermosto ja aivot. Raskaudenaikaisen alkoholialtistuksen tiedetäänkin olevan yksi merkittävimmistä hermoston kehityshäiriöiden aiheuttajista.

– Moni tutkimuksessa muuttuneista kehityksellisesti merkittävistä geeneistä on jo aikaisemmin liitetty raskaudenaikaiseen alkoholialtistukseen ja sen aiheuttamiin piirteisiin, kuten sydämen ja aivokurkiaisen kehityshäiriöihin sekä holoprosenkefaliaan, etuaivojen jakautumattomuuteen, tutkimusta johtanut dosentti Nina Kaminen-Ahola toteaa.

Osa alkoholin aiheuttamista kehityshäiriöistä voi syntyä jo raskauden ensimmäisillä viikoilla, jolloin pienetkin geenien toiminnan muutokset voivat vaikuttaa kehityksen kulkuun. Tämä tukee nykyistä suositusta lopettaa alkoholinkäyttö jo raskautta suunniteltaessa. Lisätutkimuksia kuitenkin tarvitaan selkeyttämään solumallin ja alkoholipitoisuuksien vastaavuutta todelliseen altistukseen.

Tutkimus kuuluu laajempaan tutkimuskokonaisuuteen, jossa tutkitaan mekanismeja, joilla alkoholi vaikuttaa varhaiseen kehitykseen ja yksilön myöhempään terveyteen. Raskaudenaikainen alkoholialtistus aiheuttaa erilaisia kehityshäiriöitä, joiden kirjoa kuvataan termillä sikiöaikaisen alkoholialtistuksen aiheuttamat oireyhtymät (FASD, fetal alcohol spectrum disorders).