Hyppää pääsisältöön

Koronavirustilanne Itä-Suomen yliopistossa

Kuvankäsittelyllä yhdistetty miRNA:n rakenne ja silmänpohjan ikärappeuman merkkejä silmässä.

Kuvankäsittelyllä yhdistetty miRNA:n rakenne ja silmänpohjan ikärappeuman merkkejä silmässä.

Mikro-RNA:iden säätely voi avata mahdollisuuksia silmänpohjan ikärappeuman hoitoon

  • Kuva Szabolcs Felszeghy

Juuri julkaistu Itä-Suomen yliopiston ja Lodzin yliopiston tutkijoiden katsausartikkeli valottaa silmänpohjan ikärappeumaa uudesta näkökulmasta. Silmänpohjan ikärappeumaan ei toistaiseksi ole löydetty tehokasta parannuskeinoa, mutta autofagiaan liittyvien mikro-RNA:iden säätely voisi avata uusia mahdollisuuksia sen hoitoon.

Autofagia on solunsisäinen puhdistusmekanismi, jonka heikkeneminen on liitetty silmänpohjan ikärappeuman kehittymiseen. Autofagian säätelyyn puolestaan osallistuu useita mikro-RNA:ita, joiden ilmentymisen on todettu häiriintyneen ikärappeumapotilailla. Katsauksessa todetaan, että näiden mikro-RNA:iden keinotekoinen säätely voisi tarjota uusia lähestymistapoja ikärappeuman hoitoon ja sen estämiseen. Katsausartikkeli julkaistiin ikääntymistutkimuksen huippujulkaisussa,  Ageing Research Reviews -lehdessä.

Hyvä tietää silmänpohjan ikärappeumasta ja mikro-RNA:ista

Mitä aiheesta kannattaa ainakin tietää? Vastaajina FT Juha Hyttinen, FT, dosentti Szabolcs Felszeghy ja professori Kai Kaarniranta, joka johti hanketta Lodzin yliopiston professori Janusz Blasiakin kanssa. Kaarniranta on silmätautien professori ja johtaa silmänpohjan ikärappeuman tutkimusryhmää Itä-Suomen yliopistossa ja Kuopion yliopistollisessa sairaalassa.

Mistä silmänpohjan ikärappeumassa on kyse?

Ikärappeuma aiheuttaa peruuttamattomia vaurioita verkkokalvon näköalueella makulassa, mikä johtaa tarkan näkemisen menettämiseen. Tätä näköä tarvitaan suoraan edessä olevan havainnontiin esimerkiksi lukiessa, autolla ajettaessa ja värien näkemisessä. Tutkimusryhmän sivuilta löytyvä video (aikapisteessä 1:26-1:29) havainnollistaa näkökyvyn muutosta ikärappeumassa:  Kaarniranta AMD Lab - UEF Connect  

Silmänpohjan ikärappeuma voidaan jakaa taudin etenemistavan perusteella kahteen päätyyppiin: kuivaan ja kosteaan. Tällä hetkellä kosteaa ikärappeumaa voidaan hoitaa silmänsisäisillä pistoksilla. Tämä hoito ei kuitenkaan paranna tautia, vaan ainoastaan hidastaa taudin etenemistä. Kuiva tyyppi on yleisempi ja siihen ei ole toistaiseksi olemassa hoitoa.

Maailman väestön ikääntyessä tutkijoilla on kasvava paine löytää hoitokeinoja vanhenemisen tuomiin vaivoihin ja sairauksiin. Ikärappeuma on maailmanlaajuisesti kolmanneksi tärkein ja yli 55-vuotiailla tärkein sokeutumisen syy. Sen ennustetaan yleistyvän entisestään tulevaisuudessa, koska vanhusväestön määrän arvioidaan kolminkertaistuvan seuraavien 25–30 vuoden aikana.

Mitä mikro-RNA:t ovat?

Mikro-RNA:t eli miRNA:t ovat pieniä RNA-molekyylejä, jotka estävät kohdegeeniensä ohjaamaa proteiinintuotantoa sitoutumalla geenin koodaamaan lähetti-RNA:han eli mRNA:han. Lähetti-RNA:n tehtävä on kuljettaa geneettistä koodia solun tuman DNA:sta solulimaan proteiinien valmistuskoneistoihin, ribosomeihin. Yksittäinen miRNA kykenee kiinnittymään satoihin mRNA:ihin ja siten estämään niiden toiminnan ja niihin koodattujen proteiinien tuotannon. On osoitettu, että miRNA:t ovat mukana monissa tautimekanismeissa esimerkiksi syövissä, verenkiertoelimistön sairauksissa, hermoston rappeumataudeissa sekä silmänpohjan ikärappeumassa.

Miten miRNA:t toimivat silmänpohjan ikärappeumassa?

Useimmat miRNA:t, joiden säätely on häiriintynyt silmänpohjan ikärappeumassa, vaikuttavat autofagian eri vaiheiden säätelyyn. Näitä vaiheita ovat autofagian käynnistyminen, kalvon muodostuminen hävitettävän aineksen ympärille, kalvon sulkeutuminen, kuljetus hajotettavaksi ja lopuksi fuusio hajottavien soluelinten eli lysosomien kanssa.

Miten mikro-RNA:ita voidaan käyttää silmänpohjan ikärappeuman estämisessä?

– Ei-toivottuja muutoksia autofagiaan liittyvien mikro-RNA:iden ilmentymisessä voidaan pyrkiä estämään. Kun tiedetään, että jonkin autofagiaa edistävän miRNA:n ilmentyminen on heikentynyt tai vastaavasti autofagiaa estävän miRNA:n ilmentyminen on noussut, epätasapainoa voitaisiin yrittää korjata niihin kohdistuvilla hoidoilla, sanoo Felszeghy, joka on molekyylimorfologian tutkija Kaarnirannan ryhmässä.

– Kehitettäessä miRNA:ihin perustuvia hoitokeinoja silmänpohjan ikärappeumaa vastaan pitää kuitenkin ottaa huomioon se, että yksittäinen mikro-RNA voi säädellä useiden lähetti-RNA:iden toimintaa. Tehokas hoito voi edellyttää useiden synteettisten miRNA:iden annostelua. Näitä ovat agomirit, jotka  vaikuttavat luonnollisten miRNA:iden tavoin, sekä antagomirit, jotka puolestaan kiinnittyvät luonnolliseen miRNA:han estäen sen toiminnan. Koska autofagian säätely on hyvin monimutkaista ja siihen osallistuu monia proteiineja ja biokemiallisia säätelyjärjestelmiä, yksittäisten miRNA:iden tarkan osuuden selvittäminen vaatii vielä paljon tutkimustyötä.

Mitä miRNA-hoitojen kehittäminen vielä vaatii?

– Suurimmalla osalla katsauksessa käsitellyistä miRNA:ista ei ole toistaiseksi tehty tarkkoja eläinmallitutkimuksia, jotka osoittaisivat vaikutuksia silmänpohjan ikärappeuman estämisessä. Tätä täytyy tutkia lisää tulevaisuudessa. Sen pohjustamiseksi olemme tähän julkaisuun koonneet ensimmäisen kerran tietoa miRNA:ista, jotka voivat olla yhteydessä silmänpohjan ikärappeuman syntyyn juuri autofagian heikkenemisen kautta, sanoo Hyttinen.

– Meillä on yhteistyökumppaneina tutkijoita, lääkäreitä ja potilasryhmiä ympäri maailmaa. Siten voimme yhdistää tarkentuvan ymmärryksen taudin biologiasta uuteen translationaaliseen lähestymistapaan, jossa perustutkimuksen ja potilastyön vuoropuhelu edistää ehkäisyn ja hoidon kehittämistä. Uskomme että tämä työ voi olla askel kohti silmänpohjan ikärappeuman yksilöllistettyjä hoitomuotoja, Kaarniranta lisää.

Kaarnirannan ryhmän monitieteisissä tutkimushankkeissa on kumppaneita yli 40 tutkijan kansainvälisestä verkostosta yli 30 tutkimuslaitoksesta.

Viite:

Hyttinen, Juha M.T.; Błasiak, Janusz; Felszeghy, Szabolcs;, Kaarniranta, Kai. MicroRNAs in the regulation of autophagy and their possible use in age-related macular degeneration therapy. Ageing Research Reviews, in press, 2021. https://doi.org/10.1016/j.arr.2021.101260

Open access: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1568163721000076

Lisätietoja:

Professori Kai Kaarniranta https://uefconnect.uef.fi/en/person/kai.kaarniranta/

FT Juha Hyttinen https://uefconnect.uef.fi/en/person/juha.hyttinen/

FT Szabolcs Felszeghy https://uefconnect.uef.fi/en/person/szabolcs.felszeghy/ 

Tutkimusryhmän verkkosivut: https://www.kaarnirantalab.fi/