Hyppää pääsisältöön

Ukrainan sodan vaikutukset yliopistoon

Laboratoriovälineitä.

FM Niina Harju (ent. Bhattarai), väitös 23.9.2022: Tupakansavun hydrokinoni lisäsi ja antioksidanttivalmiste vähensi silmänpohjan ikärappeumamuutoksia solukokeissa

Farmasian alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa Kuopion kampuksella.

Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?

Lähtökohta tutkimukselle on silmänpohjan ikärappeuma, jonka esiintyvyys yleistyy koko ajan elinajan pidentyessä. Silmänpohjan ikärappeuma on merkittävin heikentyneen näkökyvyn aiheuttaja yli 65-vuotiailla ja maailmanlaajuisesti sitä sairastaa noin 170-200 miljoonaa ihmistä. Kosteaa muotoa hoidetaan anti-VEGF-injektioilla, kun taas kuivaan tautimuotoon ei ole tehokasta hoitoa. Parantavaa hoitoa ei ole kumpaankaan.

Ikä on merkittävin riski silmänpohjan ikärappeuman synnylle, mutta tupakansavu on merkittävin ympäristön riskitekijä, johon voidaan vaikuttaa. Hydrokinoni on tupakansavun yksi hapetusstressiä aiheuttava komponentti.

Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?

Hydrokinoni aiheutti soluviljelykokeissa ihmisen verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluissa hapetusstressiä, vähensi tulehdusvälittäjäaineita, mutta lisäsi IL-18:n eritystä sekä laski VEGF-tasoja. Verisuonen sisäseinän kasvutekijä- eli VEGF-tason lasku kertoo mahdollisesta alttiudesta kuivalle tautimuodolle etenkin pitkittyneessä altistumisessa. Hydrokinoni on haitallinen verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluille, joissa se aiheuttaa happiradikaalien tuottoa, laskee immuunipuolustuksen tasoa sekä altistaa soluja ikääntymiselle.

Antioksidanttivalmiste Resvega vähensi hydrokinonin aiheuttamaa hapetusstressiä viljellyissä verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluissa ja paransi solujen elinvoimaisuutta. Lisäksi se laski heikentyneen proteiinipuhdistuman aiheuttamaa NLRP3-tulehdusaktivaatiota. Molemmat ovat mahdollisia lääkehoidon kohteita silmänpohjan ikärappeumassa. Näin ollen Resvega saattaisi sopia silmänpohjan ikärappeuman hoitoon. Lisää tutkimuksia kuitenkin tarvitaan solukokeiden lisäksi, etenkin valmisteen antoreitin optimoimiseksi silmän takaosaan sekä sen tehon osoittamiseksi kohdennettuna suoraan silmän verkkokalvolla oleville pigmenttiepiteelisoluille.

Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?

Hydrokinonitutkimuksia voidaan hyödyntää jatkossa tutkittaessa NLRP3-inflammasomiaktivaatiota ja IL-18-eritysmekanismia. NLRP3 on merkittävä tekijä monissa sairauksissa, kuten silmänpohjan ikärappeumassa, ja siten myös yksi hoitokohde. NLRP3:n aktivointia ja mekanismia ei vielä täydellisesti tunneta, mutta tällä tutkimuksella saatiin NLRP3:n ja IL-18:n yhteydestä lisää tietoa. Tutkimusmenetelmää voidaan käyttää erilaisten antioksidanttien tehon tutkimiseen hydrokinonialtistuksessa. Lisäksi tutkimuksella saatiin uutta tietoa hydrokinonin VEGF-vaikutuksista ja sen kyvystä mahdollisesti altistaa soluja sitä kautta rappeutumiselle.

Resvega on ranskalaisen Laboratoires Théa -lääkeyrityksen antioksidanttivalmiste, joka sisältää useita silmän luontaisia antioksidanttikomponentteja. Vastaavanlaista valmistetta on muualla tutkittu jonkin verran myös suun kautta annettuna tukihoitona silmänpohjan ikärappeumaan ja sen on osoitettu hidastavan ikärappeuman pahenemista vaikeaan muotoon. Erona Resvegaan valmiste ei kuitenkaan sisältänyt resveratrolia.

Väitöstutkimus osoitti Resvegan vähentävän suorassa solukosketuksessa ihmisen verkkokalvon pigmenttiepiteelisolujen hapetusstressiä sekä parantavan elinvoimaisuutta hydrokinonialtistuksen yhteydessä. Lisäksi Resvega vähensi NLRP3-aktivaatiota, joka on merkittävä taudin synnyssä. Resvega hillitsi siis soluissa kahta silmänpohjan ikärappeuman synnylle ominaista piirrettä. Lisää tutkimusta kuitenkin tarvitaan sen hyödyn osoittamiseksi taudin hoidossa. Lisäksi silmänpohjan ikärappeuma on monipuolinen sairaus eikä täyttä varmuutta ole siitä, riittääkö hapetusstressin ja NLRP3-aktivaation vähentäminen vai tarvitaanko myös muita vaikutuksia.

Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?

Väitöskirjan kaikki tutkimukset tehtiin kaupallisella ihmisen verkkokalvon pigmenttiepiteelisolulinjalla. Soluja altistettiin hydrokinonille ja Resvega-valmisteelle. Soluvasteita mitattiin muun muassa ELISA-, western blot- ja erilaisilla fluoresenssimenetelmillä.

Molempia yhdisteitä on tutkittu väitöskirjatyön toisen ohjaajan Kai Kaarnirannan ryhmässä jo ennen tätä projektia. Noissa tutkimuksissa Resvegan on osoitettu lisäävän solujen proteiinipuhdistuman määrää lisäämällä autofagiaa. Lisäksi ryhmässä on tutkittu hydrokinonialtistuksen yhteydessä toista antioksidanttia, pinosylviiniä. Tähän väitöskirjatutkimukseen optimoimme olosuhteet osin uusiksi, tutkimme hydrokinonin hapetusstressin mekanismia ja ominaisuutta sekä laajensimme tutkimusta myös tulehdukseen. Resvega-tutkimuksia taas laajensimme happiradikaali- ja tulehdusvaikutuksiin sekä NLRP3- aktivaation hillitsemiseen.

Filosofian maisteri Niina Harjun väitöskirja Hapetusstressin ja tulehdusvasteen säätely ihmisen verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluissa tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Joni Turunen Helsingin yliopistosta ja kustoksena professori Anu Kauppinen Itä-Suomen yliopistosta.

Väitöstilaisuus

Väittelijän kuva

Väitöskirja verkossa

Lisätietoja: FM Niina Harju, niina.harju (a) uef.fi, p. +358449830424