Hyppää pääsisältöön

Koronavirustilanne Itä-Suomen yliopistossa

Laboratoriotyöskentelyä

Otsalohkodementiaa ja ALS-tautia aiheuttava geenivirhe muuttaa aivojen tukisolujen toimintaa

  • Terveys ja hyvinvointi

Astrosyytti- ja mikrogliasolujen vaikutukset taudinkulkuun voivat poiketa toisistaan.

Otsalohkodementiaa ja ALS-tautia aiheuttavan geenivirheen vaikutusmekanismeja tarkastellaan tuoreessa katsausartikkelissa uudesta näkökulmasta. Näiden sairauksien yleisin geneettinen syy on C9orf72-geenin toistojaksomutaatio. Sen vaikutuksia on aiemmin tutkittu erityisesti hermosoluissa, mutta nyt tutkijoita kiinnostaa, miten se vaikuttaa aivojen tukisolujen, kuten astrosyyttien ja mikrogliojen toimintaan.

Astrosyytit ja mikrogliat ovat aivojen tukisoluja, joilla on tärkeitä tehtäviä hermoston tasapainon sekä hermosolujen kehityksen ja toiminnan säätelyssä. Tukisolujen ja hermosolujen välinen vuorovaikutus on välttämätöntä aivojen normaalille kehitykselle ja toiminnalle. Tukisolut reagoivat erilaisiin ärsykkeisiin säätelemällä esimerkiksi aivojen tulehdusvastetta. Viimeaikaiset tutkimukset ovat alkaneet valottaa, miten tukisolut voisivat myös edistää aivojen tulehdustilaa ja hermosolujen vaurioitumista hermostoa rappeuttavissa sairauksissa.

Otsalohkodementia ja ALS-tauti kuuluvat samaan tautijatkumoon

Toistaiseksi aivojen tukisolujen merkitys otsalohkodementiassa ja ALS-taudissa tunnetaan huonosti. Vaikka nämä kaksi sairautta voivat vaikuttaa taustoiltaan ja taudinkuvaltaan hyvin erilaisilta, niiden on hiljattain osoitettu edustavan saman jatkumon ääripäitä. Monilla potilailla onkin piirteitä ja oireita molemmista, ja taustalla on osin samoja geenivirheitä. Otsalohkodementian ja ALS-taudin yleisimpiin geneettisiin syihin kuuluu C9orf72-geenin toistojaksomutaatio. Se on erityisen yleinen suomalaisilla potilailla. Suomessa otsalohkodementiaa ja ALS-taudia sairastavista lähes puolella on havaittu tämä geenivirhe.

Aivojen tukisolut voivat vaikuttaa taudinkulkuun

C9orf72-geenin toistojaksomutaation aiheuttamia muutoksia on selvitetty tähän asti eläin- ja solumallien avulla lähinnä hermosoluissa, mutta näin ei ole voitu selittää sen yhteyttä hermosolujen rappeutumiseen. Tämä viittaa siihen, että hermosolujen tuhoutumiseen geenivirheen kantajilla vaikuttavat myös muut solut, kuten astrosyytit ja mikrogliat. Nämä solut ilmentävät runsaasti C9orf72 -geeniä, mutta potilaiden aivoissa niissä ei ole havaittu samanlaisia tautimuutoksia kuin hermosoluissa. Soluviljelmissä geenivirheen kantajien astrosyytit ovat kuitenkin erittäneet hermosoluille haitallisia tekijöitä ilman mitään ulkoista ärsykettä. Mikrogliojen aktiivisuus puolestaan näyttää muuttuvan, kun hermosoluihin syntyy tautimuutoksia. Sen selvittäminen, estääkö vai edistääkö niiden aktivoituminen taudin etenemistä, vaatii vielä lisätutkimusta.

Frontiers of Neuroscience -lehdessä julkaistuun katsausartikkeliin koottiin tähänastinen tutkimustieto siitä, miten geenivirheen vaikutukset otsalohkodementian ja ALS-taudin kehittymiseen mahdollisesti välittyvät astyrosyyttien ja mikrogliojen kautta. Katsauksessa käydään läpi eläin-, solu- ja potilasperäisistä malleista julkaistut tulokset C9orf72 -geenin toistojaksomutaation yhteydestä mikrogliojen ja astrosyyttien toimintaan, muutoksiin ja hermosoluja vaurioittaviin mekanismeihin. Kyseessä on ensimmäinen aiheesta tehty katsausartikkeli, ja sen laati tutkimusjohtaja Annakaisa Haapasalon tutkimusryhmä A.I. Virtanen -instituutista. Artikkelin ensimmäinen kirjoittaja, MSc Hannah Rostalski, toimii nuorempana tutkijana Itä-Suomen yliopiston GenomMed-tohtoriohjelmassa. Aivojen tukisolujen merkitys otsalohkodementian ja ALS-taudin kehittymiseen C9orf72 -geenin toistojaksomutaation geenivirheen kantajilla kuuluu Haapasalon tutkimusryhmän keskeisiin tutkimuskohteisiin ja on Rostalskin väitöstutkimuksen aiheena.

Katsausartikkeli koottiin hankkeessa, joka on saanut EU:n Horisontti 2020-  ja Marie Skłodowska-Curie -rahoitusta.

Katsausartikkeli (open access):

Hannah Rostalski, Stina Leskelä, Nadine Huber, Kasper Katisko, Antti Cajanus, Eino Solje, Mikael Marttinen, Teemu Natunen, Anne M. Remes, Mikko Hiltunen and Annakaisa Haapasalo. Astrocytes and Microglia as Potential Contributors to the Pathogenesis of C9orf72 Repeat Expansion-Associated FTLD and ALS. Front. Neurosci., 15 May 2019 | https://doi.org/10.3389/fnins.2019.00486.  Submitted on 28.02.2019, Accepted on 29.04.2019

Lisätietoja:

Hannah Rostalski, A.I. Virtanen -instituutti, Itä-Suomen yliopisto, hannah.rostalski(at)uef.fi

Annakaisa Haapasalo, A.I. Virtanen -instituutti, Itä-Suomen yliopisto, annakaisa.haapasalo(at)uef.fi