Itä-Suomen yliopistossa tehty tutkimus tuo uutta tietoa verisuonten uudismuodostusta säätelevistä tekijöistä ja soluviestintäreittien välisestä vuorovaikutuksesta. Tutkimuksessa osoitettiin ensimmäistä kertaa, että BMP6-proteiini eli luun morfogeneettinen proteiini 6 säätelee verisuonten uudismuodostusta VEGFR2- ja Hippo-soluviestintäreittien kautta. Löydettyä mekanismia voidaan hyödyntää sydän- ja verisuonitautien hoitomuotojen kehityksessä.
Sydän- ja verisuonitaudit ovat johtava kuolinsyy länsimaissa. Monissa näistä sairauksista verenvirtaus heikentyy esimerkiksi verisuonen ahtauman vuoksi, mikä johtaa ympäröivän kudoksen hapenpuutteeseen. Yksi mahdollinen tulevaisuuden hoitomuoto näihin sairauksiin on verisuonten uudismuodostuksen edistäminen, joka lisää verenvirtausta hoitokohteessa. Hoitomuodon kehittäminen vaatii prosessiin vaikuttavien soluviestintämekanismien perusteellista selvittämistä.
Luun morfogeneettiset proteiinit eli BMP:t ovat kasvutekijöitä, joiden alun perin havaittiin nimensä mukaisesti vaikuttavan luunmuodostukseen. Myöhemmin niiden on todettu toimivan laaja-alaisina säätelijöinä useiden kudosten kehityksessä ja normaalin toiminnallisuuden ylläpidossa. Useilla BMP-geeniperheen jäsenillä on keskeinen rooli sydän- ja verisuonijärjestelmän kehityksessä. BMP-proteiineilla on havaittu olevan vaikutusta myös verisuonten uudismuodostukseen, mutta niiden toimintamekanismi on ollut tuntematon. BMP-signaloinnin vuorovaikutus hyvin tunnetun verisuonten uudismuodostuksen säätelijän, verisuonen endoteelin kasvutekijä A:n ja sen alaisten soluviestintäreittien kanssa on myös ymmärretty puutteellisesti.
Nyt julkaistu Itä-Suomen yliopiston tutkimus osoitti, että useat verisuonten uudismuodostusta ohjaavat mekanismit vaikuttivat luun morfogeneettisten proteiinien ilmentymiseen. Tutkimuksen keskeinen löydös oli BMP6:n aiheuttama verisuonten uudismuodostus. Tutkimus myös osoitti ensimmäistä kertaa, että BMP6 säätelee verisuonten uudismuodostukselle tärkeän verisuonen endoteelin kasvutekijäreseptorin VEGFR2:n ilmentymistä Hippo-viestintäreitin kautta. Hippo-viestintäreitillä on keskeinen rooli kudosten koon säätelyssä ja solujen jakaantumisessa, ja sen viallisella toiminnalla on aiemmin havaittu yhteys muun muassa syöpäkasvainten muodostukseen.
Tutkimustulokset parantavat ymmärrystä verisuonten uudismuodostuksen monitekijäisestä viestinnästä. Tuloksia voidaan käyttää verisuonten muodostuksen säätelyyn kohdentuvien hoitomuotojen kehityksessä.
Tutkimus on julkaistu open access -artikkelina, korkeatasoisessa Angiogenesis-lehdessä. Tutkimus tehtiin Akatemiatutkija Johanna Laakkosen ryhmässä A.I. Virtanen -instituutissa (junior research group). Artikkelin pääkirjoittajina ovat nuoremmat tutkijat FM Heidi Pulkkinen sekä FM Miika Kiema, jotka ovat Itä-Suomen yliopiston Molekulaarisen lääketieteen tohtoriohjelman tutkijakoulutettavia. Laakkosen ryhmä tutkii solujen välisiä vuorovaikutuksia ja signalointireittejä verisuonisairauksissa. Saadun tiedon pohjalta kehitetään sydän- ja verisuonisairauksien hoitomuotoja sekä diagnostiikkaa.
Tutkimusta ovat tukeneet Suomen Akatemia, ERC, Sigrid Juseliuksen säätiö sekä Sydäntutkimussäätiö. Tutkimus on myös saanut rahoitusta EU:n Horisontti 2020 Marie Skłodowska-Curie tutkimus- ja innovaatio-ohjelmasta.
Lisätietoja:
Nuorempi tutkija Heidi Pulkkinen, A.I. Virtanen -instituutti, Itä-Suomen yliopisto https://uefconnect.uef.fi/henkilo/heidi.pulkkinen/
Nuorempi tutkija Miika Kiema, A.I. Virtanen -instituutti, Itä-Suomen yliopisto https://uefconnect.uef.fi/henkilo/miika.kiema/
Akatemiatutkija, dosentti Johanna Laakkonen, A.I. Virtanen -instituutti, Itä-Suomen yliopisto https://uefconnect.uef.fi/henkilo/johanna.laakkonen/
Tutkimusartikkeli:
Pulkkinen HH, Kiema M, Lappalainen JP, Toropainen A, Beter M, Tirronen A, Holappa L, Niskanen H, Kaikkonen MU, Ylä-Herttuala S, Laakkonen JP. BMP6/TAZ-Hippo signaling modulates angiogenesis and endothelial cell response to VEGF. Angiogenesis. 2020 Oct 6. doi: 10.1007/s10456-020-09748-4. Epub ahead of print. PMID: 33021694.
Kuva: Tutkimuksessa selvitettiin verisuonten uudismuodostukseen vaikuttavia soluviestintämekanismeja muun muassa kolmiulotteisella soluviljelymallilla (Pulkkinen ym. 2020).
