Eturauhassyövän ja Alzheimerin taudin mekanismit löytyvät soluista

Jarrua syöpäsolujen muuntautumiselle

Rauhallisen ja paikallisen eturauhassyövän hoidoksi riittää usein aktiivinen seuranta. Levinneessä tai aggressiivisessa eturauhassyövässä keskeistä on hormonihoito, joka estää syövän kasvulle tärkeiden mieshormonien vaikutuksia. Yhdellä potilaalla kymmenestä syöpä kuitenkin muuttuu vastustuskykyiseksi hormonihoidolle. Yhtenä syynä tähän voi olla syöpäsolujen muovautuvuus.

– Osalla potilaista lääkeresistenssi eli vastustuskyky hoidolle johtuu syövän neuroendokriinisesta erilaistumisesta. Meitä kiinnostaa, miten syöpäsolut muuttuvat neuroendokriinisiksi ja voisiko ne palauttaa tavallisiksi eturauhassyöpäsoluiksi, joihin hormonihoito tepsii, kertoo akatemiatutkija Kirsi Ketola, jolla on nyt tutkimukseensa yhtä aikaa sekä akatemiatutkija- että akatemiahankerahoitus.

Syöpä voi kehittyä hormonihoidon myötä neuroendokriiniseksi, koska androgeeni- eli mieshormonireseptorin toiminnan estäminen muuttaa geenien säätelyä soluissa. – Silloin syöpäsoluille avautuu mahdollisuus muuttua kantasolumaiseen tilaan, josta ne voivat erilaistua erilaisiksi lääkeresistenteiksi soluiksi, kuten neuroendokriiniseen suuntaan.

Neuroendokriininen eturauhasen syöpä johtaa kuolemaan vuoden sisällä diagnoosista. Ketolan ryhmä on kuitenkin löytänyt lääkekohteita, joihin kohdistuvilla hoidoilla voitaisiin ehkä palauttaa syöpäsolut vähemmän aggressiiviseen vaiheeseen. – Solukokeiden perusteella se näyttää mahdolliselta.

Yhteistyökumppaneihin kuuluu Brittiläisen Kolumbian yliopisto Vancouverissa Kanadassa. Siellä on maailman laajin neuroendokriinisen eturauhassyövän potilasnäytekokoelma, jota Ketolan ryhmä hyödyntää tutkimuksessaan.

Sopivien vaikutuskohteiden löytämisestä on vielä pitkä matka uusien syöpälääkkeiden kehittämiseen, ja lääkekehitys on hidasta ja kallista. – Selvitämmekin myös lääketietokantoja seulomalla, voisiko jokin jo olemassa oleva lääke tepsiä näihin uusiin kohteisiin.

Tutkimustyönsä ohessa Ketola johtaa Solu- ja kudoskuvantamisen yksikköä, jota muutkin tutkimusryhmät hyödyntävät laajasti osana Biokeskus Kuopion ja Biokeskus Suomen palveluja. – Kasvava laitekanta mahdollistaa esimerkiksi elävien solujen reaaliaikaisen kuvantamisen ja uusimman hankinnan myötä satojen näytteiden testaamisen nopeasti kerralla.

Syöpäsolu voi valjastaa stressivasteen hoidon väistelyyn

Tutkimusjohtaja, biolääketieteen yksikön varajohtaja Leena Latonen puolestaan tutkii eturauhassyövän stressivasteita. –  Normaaleillakin soluilla on erilaisia keinoja puolustautua ympäristön stressitekijöiltä, ja syövässä solut voivat valjastaa näitä keinoja myös hoidon vaikutusten väistelyyn.  

Aiemmin Tampereen yliopistossa työskennellyt Latonen julkaisi silloisessa tutkimusryhmässään ensimmäisenä maailmassa laajan proteomiikka-analyysin eli kartoitti kaikki tunnistettavissa olevat proteiinit lääkkeille vastustuskykyisistä eturauhassyöpäkasvaimista.

– Lääkeresistenssiin näyttää liittyvän muutoksia tietyissä RNA:ta sitovissa proteiineissa, jotka osallistuvat solun stressivasteeseen. Uudessa akatemiahankkeessa selvitämme, mitkä niistä ovat syövän kannalta tärkeitä ja millaisia vaikutusmekanismeja niillä on. Käytämme tutkimuksessa eturauhassyöpäkasvaimista eristettyjä solulinjoja, mutta samoja mekanismeja on luultavasti muissakin syövissä, kuten rintasyövässä.

– Ajatuksena on, että lääkeresistenssin kehittymistä voitaisiin estää täydentämällä muuta hoitoa näihin proteiineihin kohdistuvilla lääkkeillä. Vielä niistä ei kuitenkaan ole tarpeeksi tietoa lääkekehityksen pohjaksi.

RNA:ta sitovien proteiinien merkitys eturauhassyövän etenemisessä on Latosen mukaan jäänyt aiemmin huomiotta, koska tutkimuksissa on keskitytty syövän alkuvaiheeseen ja syövän syntyä edistäviin geenimutaatioihin. – Syövän alkuvaiheessa ei välttämättä vielä näy näitä proteiinitason muutoksia, eikä niiden tutkimiseen aiemmin ollut näin kattavia menetelmiäkään.

Latosen tutkimusryhmä kehittää myös tekoälypohjaisia menetelmiä syövän diagnostiikkaan ja potilaan ennusteen arviointiin yhteistyössä Turun yliopiston laskennallisten menetelmien tutkijoiden kanssa, yhtenä esimerkkinä kudosnäytteiden virtuaalivärjäys perinteisen kemiallisen värjäyksen sijaan. – Kun tekoäly tuodaan mukaan diagnostiikkaan, voidaan tulevaisuudessa ehkä tunnistaa ihmissilmää nopeammin ja tarkemmin ne potilaat, jotka tarvitsevat tiiviimpää seurantaa sekä aikaisempia ja radikaalimpia hoitoja.

Tutkimusta vahvistettiin äskettäin myös Suomen Akatemian profiloitumisrahoituksella, jonka myötä Latonen nimitettiin translationaalisen biolääketieteen tutkimusjohtajaksi. Ryhmän tutkimus painottuu siten yhä enemmän uusien diagnoosi- ja hoitokeinojen etsimiseen poikkitieteellisessä yhteistyössä.

Perustutkijat ja lääkärit etsivät yhdessä ratkaisuja

Ketolan ja Latosen mukaan syöpätutkimus on Kuopiossa hyvässä nosteessa sekä rahoituksen, ajanmukaisten menetelmien että toimivan kokonaisuuden puolesta. Kampuksen Monitieteinen syöpätutkimus -yhteisö, jonka ohjausryhmässä kumpikin toimii, tuo yhteen syövän perustutkijoita sekä potilaiden parissa työskenteleviä kliinisiä tutkijoita. Yhteistyö KYS Syöpäkeskuksen ja alueellisen syöpäkeskuksen FICAN Eastin kanssa on tiivistä. Lisäksi eturauhassyövälle keskeisiä hormonireseptoreja tutkii biolääketieteen yksikössä useampi ryhmä, jotka yhdessä muodostavat ainutlaatuisen Steroidihormonireseptorien tutkimuskeskuksen.

– Maailmalla pyritään nyt kovasti löytämään eturauhassyöpään tällaisia uusia näkökulmia, joita meilläkin tutkitaan. Tarkasti tutkimalla potilasnäytteistä löytyykin koko ajan uutta, Ketola toteaa.

– Läpimurrot vaativat saumatonta yhteistyötä perustutkijoiden ja kliinikoiden välillä. Teemme aktiivisesti työtä perustutkimuksen ja kliinisen tutkimuksen raja-aitojen purkamiseksi syövän tutkimusyhteisössä, sanoo Latonen, joka on mukana myös KYS Syövänhoitokeskuksen johtoryhmän toiminnassa.

Suomalainen Alzheimer-riskigeeni vaikuttaa aivojen immuunipuolustukseen

– Suomalaiset erottuvat perimältään selkeästi muista eurooppalaisista väestöistä. Alzheimerin tautiin liittyviä erityispiirteitä suomalaisessa geeniperimässä ei ole kuitenkaan vielä paljon tutkittu, toteaa yliopistotutkija Henna Martiskainen.

Hän on saanut äskettäin akatemiatutkijan rahoituksen hankkeelle, jossa tutkitaan lähes pelkästään suomalaisilla esiintyvän, Alzheimerin taudille altistavan geenimuutoksen vaikutusmekanismeja. Kyseinen geenimuutos liittyy aivojen immuunipuolustuksesta vastaavien mikrogliasolujen toimintaan.

– Alzheimerin taudin tutkimus kohdistui aiemmin paljolti hermosoluihin, mutta viimeisten kymmenen vuoden aikana on havaittu, että mikrogliojen toimintahäiriöillä on taudissa tärkeä rooli.

– Normaalisti mikrogliat tarkkailevat tilannetta aivoissa ja reagoivat erilaisiin vaaroihin, kuten hermosoluja uhkaavaan beeta-amyloidiin, jota taudissa tyypillisesti kertyy aivoihin. Ongelmia syntyy, jos ne lakkaavat hoitamasta tehtäviään, mutta toisaalta mikrogliojen yliaktiivisuuskin voi aiheuttaa vahinkoa aivoissa.

Mikrogliojen aktiivisuuden säätely nähdäänkin yhtenä uutena mahdollisuutena Alzheimerin taudin hoitoon.

Kansainvälisissä Alzheimerin taudin genetiikan tutkimuksissa on löydetty Martiskaisen mukaan pääasiassa eri väestöille yhteisiä riskitekijöitä. – Biopankkien ja kansallisen FinnGen-hankkeen kokoamien geeni- ja terveystietojen ansiosta käytettävissä on nyt niin suuri suomalainen aineisto, että siitä voidaan löytää juuri meillä esiintyviä riskigeenejä, Martiskainen kertoo.

– Tässä hankkeessa käytämme löytämäämme suomalaista geenimuutosta kantavien henkilöiden ja verrokkien veri- ja ihosolunäytteitä. Niistä erilaistetaan mikrogliojen kaltaisia soluja, joilla tutkimamme geenimuutoksen vaikutuksia voidaan selvittää. Osallistujat kutsutaan geenitietojen perusteella Itä-Suomen Biopankin kautta.

Alzheimerin tautiin ei toistaiseksi ole parantavaa hoitoa. Taudin kehittymiseen voivat vaikuttaa monet eri geenimuutokset ja niiden myötä erilaiset tautimekanismit. – Kun tulevaisuudessa tehokkaita hoitoja on toivottavasti saatavilla, sama hoito ei välttämättä sovikaan kaikille, vaan geeniperimä saattaa vaikuttaa hoidon valintaan.

Martiskaisen tutkimusryhmä on osa yliopiston laajaa Neurotieteiden tutkimusyhteisöä, jossa tutkitaan erityisesti hermoston rappeumasairauksien ja epilepsian mekanismeja. Tutkimusyhteisö yhdistää biologiset neurotieteet datatieteisiin, neuroinnovaatioihin ja neuroetiikkaan.

Vahvaa kansantautien tutkimusta

Biolääketieteen yksikössä tutkitaan keskeisten kansansairauksien syntymekanismeja päämääränä löytää lähtökohtia varhaisen diagnostiikan ja lääkehoidon kehittämiseen. Vahva tutkimuslinja on myös liikunnan, ravitsemuksen ja perintötekijöiden merkityksen selvittäminen kroonisten sairauksien ehkäisyssä.

Yksikön tutkijat ovat mukana useassa yliopiston strategisesti merkittävissä tutkimusyhteisöissä: Monitieteisen syöpätutkimuksen ja Neurotieteiden lisäksi Metabolisten sairauksien sekä Tuki- ja liikuntaelinsairauksien tutkimusyhteisöissä.

Sadan asiantuntijan yksikössä on tällä hetkellä kaikkiaan neljä akatemiatutkijan rahoitusta ja kahdeksan akatemiahanketta. 70 prosenttia yksikön professoreista tekee tutkimusta Suomen Akatemian rahoituksella. Myös yksikössä toimivan Bioinformatiikkakeskuksen toimintaa on vastikään vahvistettu Akatemian profiloitumisrahoituksella.

– Yksikkömme tutkijoiden menestys tutkimustyössä, joka näkyy myös positiivisina päätöksinä tutkimusrahoituksessa, on uskomattoman hienoa.  Varsinkin, kun otamme huomioon tutkijoiden roolin myös perustutkinnon opetustehtävissä, yksikön johtaja Anitta Mahonen toteaa.

Biolääketieteen yksikkö vastaa biolääketieteen kandidaatti- ja maisteriohjelmista sekä terveyden edistämisen koulutuksessa terveysliikunnan kandidaattivaiheen opinnoista ja maisteriohjelmasta. Lisäksi yksikkö järjestää ihmisen biologian opinnot kaikille terveystieteiden tiedekunnan opiskelijoille – opintojaksoille osallistuu yli 800 opiskelijaa vuosittain.