Energia-aineenvaihduntasairauksille kehitettiin kantasolumalli – tutkijat näkevät laboratoriossa, mitä potilaan aivosoluissa tapahtuu

Professori Anu Wartiovaaran tutkimusryhmä on tutkija Riikka Hämäläisen johdolla kehittänyt energia-aineenvaihduntasairauksiin – mitokondriosairauksiin – kuuluvalle MELAS-taudille soluviljelymallin, jossa voidaan tutkia sairauden syntymekanismia ja tehdä hoitokokeiluja potilaalta peräisin olevissa elävissä hermosoluissa.

Mitokondriot ovat solun energialaitoksia, joilla on oma perimäaines, mitokondrioDNA. MitokondrioDNA:sta on tähän mennessä tunnistettu yli 200 sairauksia aiheuttavaa geenivirhettä, ja MELAS-tautia aiheuttava geenivirhe on näistä yleisin. MELAS-potilaalla voi olla esimerkiksi lihastauti, sydänlihasrappeuma, diabetes tai kuulovamma, tai hän voi saada aivoinfarkteja jo nuorena. Sitä ei tiedetä, miksi oireistot ovat näin erilaisia eri potilailla.

Tutkimuksessa MELAS-tautia sairastavan potilaan ihonäytteestä kasvatettiin soluviljelmä. Viljellyt ihosolut ohjelmoitiin takaisin kantasolu-asteelle, jonka jälkeen niistä erilaistettiin hermosoluja. Geenivirhe ja niin myös sairaus pysyi mukana koko prosessin ajan ja näkyi uusien hermosolujen toiminnassa – tutkijat pystyivät siis näkemään soluviljelmässä saman, mitä tapahtui potilaan aivosoluissa.

– Tutkimuksemme osoitti ensi kertaa, että energia-aineenvaihdunnan häiriö muuttuu kudostyypistä toiseen: toisin kuin ihosoluissa, uusissa hermosoluissa näkyi sellainen energia-aineenvaihdunnan häiriö, mitä on havaittu esiintyvän MELAS-potilaan aivoissa, Wartiovaara kertoo.

 MitokondrioDNA:n virheistä johtuvien tautien tutkimusta on vaikeuttanut tautimallien puute. Eläinmalleja ei ole onnistuttu kehittämään, ja koska taudit ilmenevät vain yksittäisissä kudoksissa, ei ole pystytty tutkimaan esimerkiksi aivoissa esiintyviä hermosoluhäiriöitä.
– Hermosoluviljelmien avulla voimme nyt tutkia taudin kulkua jo sen aikaisessa vaiheessa ja testata myös mahdollisia hoitokeinoja, Wartiovaara sanoo.

 MitokondrioDNA:n virheellisten geenimuotojen kulkeutuminen kantasoluissa muistutti niiden periytymistä ihmissukupolvelta toiselle, ja saattaa siksi auttaa paitsi MELASin syntymekanismien myös mitokondriaalisen DNA:n  periytymisen ymmärtämisessä.

Tutkimus julkaistaan arvostetussa PNAS-tiedelehdessä tällä viikolla.

Wartiovaaran tutkimusryhmä kuuluu Helsingin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan molekyylineurologian tutkimusohjelmaan sekä Suomen Akatemian FinMIT-huippuyksikköön.

Lisätietoja:

Professori Anu Wartiovaara

Puh. 09-471 71965

Email: anu.wartiovaara (at) helsinki.fi

Viite: Hämäläinen RH, Manninen T, Koivumäki H, Kislin M, Otonkoski T, Suomalainen A. Tissue- and Cell-type Specific Manifestations of Heteroplasmic mtDNA 3243A>G Mutation in Human induced Pluripotent Stem Cell-derived Disease Model. Proc Natl Acad Sci USA 2013

********************
Ystävällisin terveisin

Päivi Lehtinen, tiedottaja, Helsingin yliopisto
paivi.m.lehtinen@helsinki.fi
050 406 2043