Itä-Suomen yliopiston tutkijat ovat tunnistaneet uusia Alzheimerin taudin varhaisen vaiheen muutoksia ihmisaivoissa yhdistämällä omiikka-analyyseissä havaittuja RNA- ja proteiinilöydöksiä neurobioinformatiivisiin jatkoanalyyseihin. Itäsuomalaisesta aivopankkiaineistosta saadut tulokset julkaistiin Neurobiology of Disease -tiedelehdessä.
Alzheimerin tauti on yleisin hermostoa rappeuttava sairaus, johon liittyy keskeisesti beeta-amyloidipeptidin ja hyperfosforyloituneen tau-proteiinin kertyminen aivokudokseen. Kertymien aiheuttamien varhaisten muutosten tunnistaminen aivoissa on ensiarvoisen tärkeää etsittäessä uusia tautia ennakoivia merkkiaineita ja hoitokohteita. Aikaisemmin on tutkittu runsaasti geenien ilmentymiseen liittyviä muutoksia Alzheimerin tautia sairastavien henkilöiden aivoista, mutta tähän mennessä ainoastaan harvoissa tutkimuksissa on hyödynnetty koko proteomin eli kaikki ilmennetyt proteiinit kattavia analyysejä. Tiedetään kuitenkin, että ilmentymismuutokset eivät aina välity proteiinitasolle ja myös tuotettujen proteiinien toimintoja säädellään esimerkiksi fosforylaatiolla. Useamman säätelytason tarkastelu samanaikaisesti on siksi välttämätöntä, kun pyritään ymmärtämään Alzheimerin taudin varhaiseen vaiheeseen liittyviä toiminnallisia muutoksia.
Nyt julkaistussa tutkimuksessa Itä-Suomen yliopiston tutkijat hyödynsivät ainutlaatuista itäsuomalaista aivopankkiaineistoa, jossa näytteet oli luokiteltu aivojen tau-proteiinikertymien perusteella edustamaan Alzheimerin taudin eri vaiheita. Tutkimalla näytteistä koko genomin kattavasti RNA-, proteiini- sekä proteiinifosforylaatiomuutoksia ja analysoimalla tulokset neurobioinformatiikan keinoin pystyttiin selvittämään tietyillä aivoalueilla tapahtuvia toiminnallisia muutoksia suhteessa tautiin liittyviin tau-kertymiin. Lisäksi tutkijat osoittivat, että hyödyntämällä koneoppimismenetelmiä on mahdollista luokitella potilaat eri tautiprosessin vaiheisiin tarkastelemalla ainoastaan rajatun geenijoukon ilmentymismuutoksia.
Jatkotutkimuksissa pyritään selvittämään, näkyvätkö nyt taudin eri vaiheissa todetut aivomuutokset myös selkäydinneste- tai verinäytteissä ja voidaanko niitä hyödyntää jatkossa uusina tautia ennakoivina merkkiaineina. Lisäksi taudin varhaisvaiheessa havaitut muutokset tarjoavat uusia mahdollisia hoitokohteita Alzheimerin tautiin.
Itä-Suomen yliopiston tutkijat ovat jo aiemmin hyödyntäneet tässä tutkimuksessa käytettyä aivopankkiaineistoa useissa kansainvälisesti korkeatasoissa julkaisuissa. Nyt julkaistu tutkimus toteutettiin Itä-Suomen yliopiston ja englantilaisen Proteome Sciences plc. -proteomiikkayrityksen yhteistyönä.
Lisätietoja:
Tutkijatohtori Mikael Marttinen, p. 050-5732338, mikael.marttinen (at) uef.fi
Itä-Suomen yliopisto, Biolääketieteen yksikkö, Kuopio
Apulaisprofessori Annakaisa Haapasalo, p. 040-35527678, annakaisa.haapasalo (at) uef.fi
A.I. Virtanen instituutti, Kuopio
Chief Scientific Officer Ian Pike, p. +44 (0)7714 751764, ian.pike (at) proteomics.com
Proteome Sciences plc, London, UK
Professori Mikko Hiltunen, p. 040-3552014, mikko.hiltunen (at) uef.fi
Itä-Suomen yliopisto, Biolääketieteen yksikkö, Kuopio
Marttinen M, Paananen J, Neme A, Mitra V, Takalo M, Natunen T, Paldanius KMA, Mäkinen P, Bremang M, Kurki MI, Rauramaa T, Leinonen V, Soininen H, Haapasalo A, Pike I, Hiltunen M. (2018). A multiomic approach to characterize the temporal sequence in Alzheimer’s disease-related pathology. Neurobiol. Dis. doi:10.1016/j.nbd.2018.12.009.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969996118304790