Sigrid Juséliuksen Säätiöltä tukea aivosairauksien mallintamiseen

20.1.2021

Terveys ja hyvinvointi

Sigrid Juséliuksen Säätiö on myöntänyt Itä-Suomen yliopiston dosentille Šárka Lehtoselle kolmivuotisen varttuneen tutkijan apurahan. Lehtosen tutkimusryhmä kehittää uusia ihmissoluperäisiä malleja Parkinsonin taudin ja muiden neurologisten sairauksien mekanismien tutkimukseen.

Apurahan kokonaissumma on 500 000 euroa ja se kattaa myös tutkimusmateriaalikuluja. Säätiö tukee ja edistää lääketieteellistä tutkimusta, jonka pyrkimyksenä on ihmiskunnalle suurta tuhoa tuottavien tautien vastustaminen.

Lehtosen tutkimusryhmän päämääränä on ollut selvittää keskushermostoa rappeuttavien neurologisten sairauksien, erityisesti Parkinsonin taudin solu- ja molekyylitason mekanismeja. – Potilaiden luovuttamista soluista kasvatetuilla 2D- ja 3D-aivosolumalleilla pystymme entistä paremmin jäljittelemään sairauden aiheuttamia muutoksia aivoissa ja ymmärtämään taudin mekanismeja, Lehtonen kertoo.

Parkinsonin tauti on parantumaton, hitaasti etenevä keskushermostoa rappeuttava sairaus, jonka vaikutukset ulottuvat koko elimistöön. Tietyt geenimutaatiot aiheuttavat familiaalista eli suvuttain esiintyvää Parkinsonin tautia. Tätä tyyppiä on noin kymmenen prosenttia kaikista tautitapauksista. Valtaosin tauti kuitenkin ilmenee sporadisesti eli yksittäistapauksina ilman tunnettua syytä. Vaikka familiaalisella ja sporadisella Parkinsonin taudilla on useita samanlaisia piirteitä, on jälkimmäinen pääasiassa ikääntyvien sairaus. Korkea ikä on Parkinsonin taudin riskitekijä, mutta vielä ei tiedetä, miksi vain osa ikääntyvistä sairastuu ja mitkä ovat taudin syntymekanismit.

Aikuisista soluista tuotettuja indusoituja pluripotentteja kantasoluja voidaan nykyään käyttää sekä familiaalisen että sporadisen Parkinsonin taudin alkuvaiheen mallintamiseen. Lisäksi tarvitaan tarkoituksenmukaisia eläinkokeita. Parkinsonin taudin eläinmalleilla tutkitaan käyttäytymisen ja erityisesti motoristen taitojen muutoksia taudin edetessä. Humanisoilla jyrsijämalleilla, joissa vastasyntyneiden hiirten aivoihin siirretään tutkittavia ihmisperäisiä soluja, voidaan käyttäytymisen muutosten lisäksi seurata solujen välistä signalointia elävissä aivoissa ja myös taudin edetessä.

Lehtosen tutkimusryhmä aikoo käyttää eläinkokeissaan solusiirrännäisinä sekä terveiden että Parkinsonin tautia sairastavien ihmisten hermotukisolukon mikroglia- ja astrosyyttisoluja. Hiirille aiheutetaan tautimuutoksia ihmisen fibrillaarisella alfasynukleiiniproteiinilla, jotta eläinmallit ja ihmisen soluviljelymallit vastaisivat mahdollisimman hyvin toisiaan. – Uskomme, että näistä uudenlaisista ihmissoluihin perustuvista malleista saadaan uutta tietoa, joka auttaa tulevaisuudessa pysäyttämään hermoston rappeutumisen, hidastamaan sitä tai jopa peruuttamaan rappeutumismuutoksia, kommentoi Lehtonen.

Lehtosen tutkimusryhmä on kiinnostunut myös ihmisen kudosten ja elinten mallintamisesta niin sanotulla organ-on-chip-teknologialla. Siinä ihmissoluista kasvatetaan kudoksia ja elimiä muistuttavia rakenteita pienellä sirulla ja niitä ruokitaan mikrofluidistiikan avulla. Näissä tutkimuksissa ryhmän kohteena on veriaivoeste, joka vaikeuttaa monien lääkeaineiden pääsyä aivoihin ja on siten haaste keskushermostosairauksien lääkekehitykselle. Tutkimusryhmä käyttää mallissaan erityyppisiä ihmisen veriaivoesteessä ilmeneviä soluja. Mikrofysiologisen järjestelmän suunnittelee ja toteuttaa oululainen start-up-yritys Finnadvance. Kehitettävä malli jäljittelee veriaivoesteen fysiologista rakennetta ja ominaisuuksia, ja sitä on tarkoitus käyttää uusien lääkeaine- ja biomolekyylien, kuten solunulkoisten vesikkelien, veriaivoesteen läpäisevyystutkimuksissa. Mallilla voidaan tutkia myös niitä molekulaarisia ja kuljetusmekanismeja, jotka säätelevät veriaivoesteen läpäisevyyttä niin normaalissa fysiologisessa tilassa kuin sairauksissa.