Geenilöytö kytkee koiranpentujen vakavan epilepsian mitokondrioiden toimintahäiriöön

Parsonrusselinterriereillä havaittiin pentuja, jotka alkoivat yllättäen saada epileptisiä kohtauksia 6 - 12 viikon iässä. Sairaus eteni hyvin nopeasti, jopa tunneissa, tilaan, jossa kohtaukset olivat jatkuvia, eivätkä ne vastanneet lääkitykseen.

– Kaikki sairastuneet koirat joko kuolivat spontaanisti tai jouduttiin lopettamaan. Kudostasolla sairastuneiden koirien aivoista löytyi kauttaaltaan hermosolujen kuolemaa. Hermosoluissa havaittiin mitokondrioiden, solujen energiapumppujen, pakkaantumista sekä Alzheimerin taudille tyypillistä beeta-amyloidin kertymistä. Tällaisia kertymiä ei pitäisi löytyä kuin vanhoilta koirilta, kertoo dosentti Marjo Hytönen, Helsingin yliopistosta ja Folkhälsanin tutkimuskeskuksesta.

Helsingin yliopiston eri tutkimusryhmien ja kansainvälisen yhteistyön avulla näytteitä kerättiin eri puolilta Eurooppaa ja sairautta aiheuttava geenivirhe tunnistettiin PITRM1-geenistä. Tämä geeni koodaa entsyymiä, joka on tärkeä mitokondrion toiminnalle. Mitokondriot ovat puolestaan keskeisiä soluelimiä solujen toiminnalle, sillä ne vastaavat solun energia-aineenvaihdunnasta.

– Tutkimuksessa selvitettiin vajaan 30 000 koiran perimät 374 rodusta ja geenivirhettä löytyi vain parsonrusseleidenterriereistä ja onneksi vain 5 % kantajuusfrekvenssillä. Koirat hyötyvät tutkimuksen tuloksista välittömästi, sillä tulosten pohjalta lanseeratun geenitestauksen avulla voidaan tunnistaa kantajat ja välttää niiden yhdistämästä, ettei sairaita synny. Olemme raportoineet jo aiemmin geenitestitulokset tutkimuksen aikana testatuille noin 700 koiralle, kertoo professori Hannes Lohi Helsingin yliopistosta.

Parsonrusselinterriereiden sairaus periytyy resessiivisesti eli peittyvästi, jolloin sairastuakseen, jälkeläisen tulee saada virheellinen geenikopio molemmilta vanhemmiltaan. Geenivirhe löytyi vain tästä rodusta.

– PITRM1-proteiini toimii eräänlaisena mitokondrion siivoajana hajottaen siellä tarpeettomia proteiinipätkiä ja myös haitallista beeta-amyloidia. Näiden aineiden kerääntyminen mitokondrioon häiritsee sen toimintaa ja erityisesti hermosolut kestävät huonosti puutteellista soluhengitystä. Tämä selittää varhaista hermorappeumaa koirilla. Geenivirhe johtaa kahden aminohapon katoamiseen PITRM1 entsyymistä ja estää sen normaalin toiminnan,  Hytönen toteaa.

Ihmisellä saman PITRM1-geenin muutokset aiheuttavat myös hermorappeumaa johtaen pikkuaivoataksiaan, psykiatrisiin ja kognitiivisiin häiriöihin.

– Ihmissairaus etenee hitaammin, mutta taudinkuva ja mekanismit ovat samankaltaisia. Koiratutkimuksemme vahvistaa PITRM1 merkitystä mitokondrioiden ja hermosolujen toimintaan. Samalla vahvistuu käsitys mitokondrioiden toiminta häiriöiden ja hermorappeuman yhteydestä. Toistaiseksi kuvattuja ihmispotilaita on hyvin vähän, joten koiramallin merkitys sairauden ymmärtämiseksi on uraauurtava, sanoo Lohi.

 

Tutkimus on osa professori Hannes Lohen johtamaa koirien geenitutkimusohjelmaa, joka toimii Helsingin yliopistossa ja Folkhälsanin tutkimuskeskuksessa. Tutkimusta ovat tukeneet Jane ja Aatos Erkon Säätiö, Suomen Akatemia sekä HiLIFE.