Syövän hoito tarkentuu

Translationaalisen syöpätutkimuksen keskeisenä kohteena ovat perimän ja ympäristön vaikutukset syöpäriskiin sekä syöpäpotilaan ennusteeseen vaikuttavat tekijät, kuten syöpäkasvaimen geneettiset ja epigeneettiset muuttujat ja syöpäsolujen kyky selviytyä elossa hoidoista. Suurten tietoaineistojen analysointiin käytetään koneoppimista ja syviä neuroverkkoanalyyseja.

Itä-Suomen yliopistossa translationaalinen syöpätutkimus on valittu yhdeksi tutkimuksen painopistealueeksi, joka yhdistää laajan joukon eri alojen tutkijoita sekä lähestymistapoja syövän genetiikasta ja molekyylitason mekanismeista kuvantamiseen ja hoitokokeisiin. Tutkimusaluetta johtaa professori Veli-Matti Kosma ja varajohtajana toimii Mannermaa.

– Tavoitteena on tunnistaa tärkeimmät syöpäriskiin vaikuttavat tekijät, parantaa syövän diagnostiikkaa ja kehittää entistä yksilöllisempiä ja tehokkaampia hoitoja. Tutkimuksissa löydetään uusia syövän merkkiaineita ja vaikutuskohteita syöpälääkkeille, Kosma kertoo.

– Yhdistämällä tietoa kasvainten biologisista ominaisuuksista, kuten mutaatioista, ja kasvainten kuvantamistietoa, syöpiä saadaan myös tyypitettyä entistä tarkemmin. Riskinarvioinnissa yhdistetään yksilön normaalin geeniperimän tieto sekä elintapatiedot. Näin muodostettua suurta tietomäärää analysoidaan koneoppimisen keinoin.

Kuopiolaisen syöpätutkimuksen vahvuuksiin kuuluvat vahvat verkostot yliopiston eri tutkimusryhmien ja Kuopion yliopistollisen sairaalan välillä sekä pitkäjänteinen kansainvälinen yhteistyö.  Tärkeitä voimavaroja ovat Itä-Suomen Genomikeskus, kansallinen syöpäkeskus ja sen alueellinen keskus Fican East, ja Itä-Suomen Biopankki, jonka perustaminen on entisestään parantanut laadukkaiden tutkimusaineistojen saatavuutta. Biopankissa on tällä hetkellä tutkijoiden käytettävissä noin 90 000 syöpätapauksen aineisto.

Biopankkitoiminta onkin jo tehostanut terveystieteellistä tutkimusta huomattavasti. Esimerkiksi kansainvälinen Finngen- tutkimusprojekti pohjautuu biopankkien keräämään, vapaaehtoiseen suostumukseen pohjautuvaannäytemateriaaliin. Tavoitteena on selvittää 500 000 suomalaisen perimä.

Rintasyövän geneettisiä riskitekijöitä tunnetaan yli 180

Syöpäriskiin vaikuttavat sekä lukuisat geneettiset tekijät että ympäristötekijät, kuten elämäntavat. Esimerkiksi naisten yleisimpään syöpään, rintasyöpään, liittyviä geneettisiä riskitekijöitä on löydetty jo yli 180. Laajoissa kansainvälisissä tutkimuksissa ovat olleet mukana myös kuopiolaistutkijat ja kuopiolaiset potilasaineistot.

– Yksittäisten muunnosten merkitys yksilön syöpäriskin kannalta on yleensä pieni, mutta jos muunnoksia on kasaantunut perimään suuri määrä, alttius sairastua syöpään voi nousta huomattavan suureksi, Kosma toteaa. Tekoälyn avulla pyrimme nyt löytämään tärkeimmät riskiin vaikuttavat geneettisten- ja ympäristöllisten tekijöiden yhdistelmät yksittäisten tekijöiden sijaan.

Geneettisen riskin perusteella yhdellä prosentilla naisista on yli kolme kertaa keskimääräistä suurempi riski sairastua rintasyöpään. Mitä paremmin riskitekijät tunnetaan, sitä paremmin voidaan kohdistaa myös seulonta ja ehkäisytoimet. Geenit vaikuttavat myös hoidon tehoon. Hoitoa räätälöidään potilaan geeniperimän sekä kasvaimen geenimutaatioiden perusteella jo nykyisin ja vielä enemmän tulevaisuudessa niin rintasyövässä kuin muissakin syöpätaudeissa.

– Tietty lääke voi olla hyvin tehokas esimerkiksi pienelle potilasryhmälle, jolla on tietty kasvaimen alatyyppi, mutta ei muille, Mannermaa kertoo.

Uusia hoitoja syövän hormonaalisesta säätelystä

Uusia hoitomahdollisuuksia etsitään myös syövän hormonaalisesta säätelystä. Suurin osa rintasyövistä on naishormoni- eli estrogeeniriippuvaisia, mitä on jo pitkään käytetty hyväksi hoidoissa. Myös miesten yleisimpään syöpään, eturauhasen syöpään, liittyy tyypillisesti perustavanlaatuisia häiriöitä mieshormoni- eli androgeenivälitteisessä sekä epigeneettisessä säätelyssä. Eturauhasen syöpään onkin viime aikoina kehitetty entistä tehokkaampia andogeenireseptoriin vaikuttavia lääkkeitä. Myös epigeneettisellä eli geenien toiminnan säätelyn tasolla vaikuttavia lääkkeitä on kehitteillä niin rinta- kuin eturauhassyöpään. Itä-Suomen yliopistossa professori Jorma Palvimon ryhmä tutkii estrogeeni- ja androgeenireseptorin toimintaa rinta- ja eturauhassyöpäsoluissa sekä niissä häiriintyneitä geenien säätelymekanismeja koko genomin ja proteomin laajuisesti. Tutkimuksessa selvitetään, kuinka niitä voitaisiin hyödyntää parempien merkkiaineiden löytämiseksi ja käyttää hyväksi syöpäsolujen kasvua salpaavien yhdisteiden kehitystyössä.

Haasteena hoitoresistentit ja uusivat leukemiat

Monesta muusta syövästä poiketen leukemia voi saada alkunsa jo sikiökauden aikana. Haasteena ovat hitaasti hoitoon vastaavat ja uusivat tapaukset, joiden osalta ei nykytekniikoilla saada selville, mistä resistenssi johtuu ja mitä vaihtoehtoisia lääkekohteita soluissa olisi olemassa.

– Leukemiasoluista löydetään usein muutoksia solujen erilaistumista ohjaavissa tekijöissä, minkä seurauksena oletetaan syntyvän kantasolumaisia sekä osittain erilaistuneita soluja. Solujen erilaistumistila voidaan tunnistaa geenien luennan profiilista, joka nyt pystytään mittaamaan yksittäisten solujen tasolla. Tuloksissamme näkyy selvästi tämä solujen plastisuudeksi kutsuttu ilmiö, jonka ymmärtäminen on tärkeää uusia kohdennettuja hoitomuotoja kehitettäessä, kertoo apulaisprofessori Merja Heinäniemi. Heinäniemen ryhmän erityisosaamiseen kuuluvat genomin laajuisten aineistojen analyysi sekä syväsekvensointitekniikat.

Kuvantaminen on tärkeää syövän diagnostiikasssa. Kuvantamislaitteet ja -menetelmät kehittyvät jatkuvasti. Professori Ritva Vannisen tutkimusryhmässä tutkitaan magneettikuvaukseen pohjautuvia kuvantamisbiomarkkereita, niiden ennusteellista merkitystä, yhteyttä genomitietoon ja kasvaimen muihin biologisiin ominaisuuksiin. Tekoälyn avulla suurta joukkoa kuvantamiseen pohjautuvia muuttujia voidaan käsitellä ja validoida yhdessä muiden syöpäpotilaan ennusteeseen vaikuttavien tekijöiden kanssa.

Yläkuvassa Arto Mannermaa.