Takaisin

Aivojen astrosyyteillä havaittiin yhteys Alzheimerin tautiin

Aivojen tukisoluilla, astrosyyteillä, voi olla merkittävä rooli Alzheimerin taudin synnyssä, osoittaa Itä-Suomen yliopiston tuore tutkimus. Astrosyyttien yhteyttä tautiin ei ole ennen tiedetty. Tutkimuksessa selvitettiin perinnöllistä Alzheimerin tautia sairastavien potilaiden aivosolujen toimintaa kantasoluteknologian avulla. Tulokset on julkaistu kantasolututkimuksen huippujulkaisussa, Stem Cell Reports -lehdessä.  

Alzheimerin tauti on yleisin dementiasairaus, johon ei ole taudin kehitystä hidastavaa hoitoa. Alzheimerin taudin mekanismit tunnetaan huonosti ja sen lääkehoito on keskittynyt hermosolujen ja aivojen tulehdussolujen, mikrogliojen, toiminnan normalisoimiseen. Nyt julkaistu tutkimus osoitti, että aivojen tukisoluina tunnetut astrosyytit edistävät hermosolujen toiminnan heikentymistä Alzheimerin taudissa. Tulosten perusteella astrosyyttien toiminta on ainakin joissakin perinnöllisissä Alzheimerin taudin muodoissa monin tavoin poikkeavaa, mikä edistää tulehdustilaa aivoissa sekä heikentää hermosolujen energiantuotantoa ja niiden välistä vuorovaikutusta.

Astrosyytit ovat tärkeitä soluja aivoissa, sillä ne tukevat hermosoluja monin eri tavoin. Astrosyytit muun muassa tuottavat energiaa, huolehtivat ioni- ja pH-tasapainosta ja edesauttavat hermosolujen välisten yhteyksien, synapsien, muodostumista. Viime vuosina on havaittu, että ihmisen astrosyytit ovat hyvin erilaisia kuin tutkimuksissa perinteisesti käytettyjen jyrsijöiden. Ihmissoluja ei ole kuitenkaan juuri ollut käytettävissä tutkimukseen. Itä-Suomen yliopiston tutkimuksessa hyödynnettiin kantasolutekniikoita, joiden avulla potilaiden ihosoluista uudelleenohjelmoidaan kantasoluja. Ne erilaistettiin edelleen aivojen eri solutyypeiksi, astrosyyteiksi ja hermosoluiksi. Näin saatiin tutkimuskäyttöön ihmisen aivosoluja, joilla oli sama perimä kuin ihosolut luovuttaneella potilaalla. Tutkimuksessa vertailtiin terveiden henkilöiden ja perinnöllistä Alzheimerin tautia sairastavien, preseniliini-1-geenin mutaatiota kantavien potilaiden astrosyyttejä toisiinsa. Lisäksi tarkasteltiin näiden solujen vaikutusta terveisiin hermosoluihin.

Tutkimuksessa havaittiin, että Alzheimerin tautia sairastavien potilaiden astrosyytit tuottavat terveitä soluja selvästi enemmän haitallista beeta-amyloidia, jota kertyy potilaiden aivoihin, sekä vapauttavat enemmän tulehdusvälittäjäaineita. Lisäksi Alzheimer-astrosyyteissä havaittiin energia-aineenvaihdunnan muutoksia, joiden seurauksena ne muodostivat enemmän reaktiivisia happiyhdisteitä ja toisaalta vähemmän laktaattia, jota hermosolut käyttävät energialähteenään. Kun astrosyyttejä viljeltiin yhdessä terveiden hermosolujen kanssa, havaittiin Alzheimerin taudin astrosyyteillä olevan erilainen vaikutus hermosolujen aktiivisuuteen kuin terveillä astrosyyteillä.

Tutkimus osoitti ensimmäistä kertaa, että Alzheimerin tautia sairastavien astrosyytit ilmentävät monia taudille tyypillisiä muutoksia ja voivat siten olla keskeisessä roolissa Alzheimerin taudin synnyssä sekä tautiin liittyvässä hermosolujen rappeutumisessa. – Tutkimuksessa käytetyt uudelleenohjelmoidut ihmisen kantasolut osoittautuivat erittäin hyödylliseksi tautimalliksi ja tulevaisuudessa niiden avulla voitaneen kehittää ja testata uusia lääkeaineita Alzheimerin taudin hoitoon, kertoo tutkimusartikkelin ensimmäinen kirjoittaja, nuorempi tutkija Minna Oksanen.

Tutkimus toteutettiin Itä-Suomen yliopiston A.I. Virtanen-instituutissa professori Jari Koistinahon molekulaarisen aivotutkimuksen tutkimusryhmässä yhteistyössä muun muassa Turun ja Wisconsinin yliopistojen kanssa. Tutkimus toteutettiin JPND-CO-FUND-rahoituksella, joka myönnettiin Suomen Akatemian päätöksellä Koistinahon koordinoimalle kansainväliselle konsortiolle.

Lisätietoja:

Minna Oksanen, nuorempi tutkija, Itä-Suomen yliopisto, A.I. Virtanen-instituutti,
p. +358 40 820 6676, minna.oksanen@uef.fi

Jari Koistinaho, professori, Itä-Suomen yliopisto, A.I. Virtanen-instituutti,
p. +358 40 355 2427, jari.koistinaho@uef.fi

Tutkimusartikkeli: Minna Oksanen, Andrew J. Petersen, Nikolay Naumenko, Katja Puttonen, Šárka Lehtonen, Max Gubert Olivé, Anastasia Shakirzyanova, Stina Leskelä, Timo Sarajärvi, Matti Viitanen, Juha O. Rinne, Mikko Hiltunen, Annakaisa Haapasalo, Rashid Giniatullin, Pasi Tavi, Su-Chun Zhang, Katja M. Kanninen, Riikka H. Hämäläinen & Jari Koistinaho. PSEN1 mutant iPSC-derived model reveals severe astrocyte pathology in Alzheimer’s disease. Stem Cell Reports, julkaistu verkossa 16.11.2017. DOI: 10.1016/j.stemcr.2017.10.016