Immuno-oftalmologian alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa Kuopion kampuksella. Tilaisuutta voi seurata myös verkossa.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Tässä biolääketieteen ja tarkemmin immuno-oftalmologian alaan kuuluvassa väitöskirjatutkimuksessa tarkasteltiin solutasolla erityisesti silmänpohjan ikärappeuman ja UV-säteilyn aiheuttaman sarveiskalvotulehduksen taustalla olevia tulehdusmekanismeja. Tulehdusmekanismitutkimuksessa keskityin erityisesti tutkimaan inflammasomiaktivaatiota ja aktivaation aiheuttamaa sytokiinivastetta ihmisen sarveiskalvon ja verkkokalvon epiteelisoluissa. Inflammasomit ovat tarkasti säädeltyjä solunsisäisiä proteiinikomplekseja, jotka havainnoivat solua uhkaavia vaarasignaaleja. Havaitessaan vaarasignaalin reseptoriproteiinillaan, inflammasomikompleksi muodostuu johtaen lopuksi kaspaasi-1-entsyymin aktivaatioon. Tämä puolestaan aiheuttaa tulehduksen välittäjäaineiden, interleukiini-1 beetan (IL-1b) sekä interleukiini-18:n (IL-18), biologisen aktivoitumisen niiden esiasteista.
Inflammasomiaktivaatio on osa ihmisen immuunijärjestelmää ja se onkin aluksi hyödyllinen vaste muun muassa mikrobi-infektioissa ja kudosvaurioissa. Viime aikoina inflammasomien poikkeava toiminta on kuitenkin liitetty useisiin tulehduksellisiin pitkäaikaissairauksiin, kuten silmänpohjan ikärappeumaan, joka on yleisin ikääntyneiden silmäsairaus länsimaissa aiheuttaen näkökyvyn merkittävää heikentymistä. Tätä silmäsairautta sairastavista potilaista suurin osa kärsii tautimuodosta, johon ei ole olemassa minkäänlaista lääketieteellistä hoitoa. Silmänpohjan ikärappeuman patogeneesiä on tärkeää tutkia, jotta voidaan löytää vaikutuskohteita sairauden pysäyttämiseksi ja mahdollisesti myös ehkäisemiseksi.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Aikaisempien tutkimusten pohjalta tiedetään, että UV-säteily voi suurina kerta-annoksina tai altistuksen pitkittyessä aiheuttaa sarveiskalvolla tulehdusmekanismien aktivoitumista. Tässä väitöskirjassa havaittiin, että ultravioletti B (UVB)-altistus voi aktivoida myös NLRP3-inflammasomin ihmisen sarveiskalvon epiteelisoluissa. Inflammasomiaktivaatiota pystyttiin vaientamaan potentiaalisella lääkemolekyylillä, ihon uloimmassa kerroksessa eli epidermiksessä luonnollisesti esiintyvällä cis-urokaanihapolla (cis-UCA). Jatkotutkimukset tehtiin verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluilla, missä havaittiin, että cis-UCA suojasi soluja UVB-valon aiheuttamalta DNA- ja soluvauriolta inflammasomiaktivaation vaientamisen lisäksi.
Silmänpohjan ikärappeuma on monitekijäinen silmäsairaus. Sen patogeneesiin liittyy mm. solunsisäisten puhtaanapitojärjestelmien vajaatoiminta ja korkea hapetusstressikuorma, joiden on osoitettu aiheuttavan myös inflammasomiaktivaatiota ihmisen verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluissa. Tässä väitöskirjatutkimuksessa havaittiin lisäksi, että mitokondrioiden vaurioituminen voi johtaa kahden eri inflammasomin (NLRP3 ja AIM2) aktivaatioon ihmisen verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluissa. Tyypillisesti IL-1b:n ja IL-18:n eritys mielletään samasta signalointireitistä johtuvaksi, mutta tässä työssä saatiin selville, että molempien aktivaatio voi tapahtua samanaikaisesti useampaa kuin yhtä signalointireittiä pitkin niin sarveiskalvon kuin verkkokalvonkin epiteelisoluissa.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Tämän väitöskirjan tulokset vievät omalta osaltaan eteenpäin sarveiskalvon ja verkkokalvon sairauksien, erityisesti silmänpohjan ikärappeuman, solubiologisten mekanismien perustutkimusta. Erityisesti AIM2-inflammasomi on silmätutkimuspuolella varsin uusi tutkimuskohde. Lisäksi tämän väitöskirjatyön tuloksia voidaan hyödyntää laajemminkin biolääketieteiden aloilla, koska epätarkoituksenmukainen inflammasomiaktivaatio on liitetty silmänpohjan ikärappeuman lisäksi useaan tulehdukselliseen pitkäaikaissairauteen.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?
Väitöskirjatutkimuksen solukokeissa käytettiin useaa, alkuperältään erilaista ihmisen sarveiskalvon epiteeli- ja verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluviljelmää. Soluvasteita mitattiin erilaisten solukäsittelyiden (mm. inhibiittorit, aktivaattorit tai transfektiot) jälkeen monipuolisesti erilaisilla solu- ja molekyylibiologisilla tutkimusmenetelmillä, kuten ELISA, western blot, kvantitatiivinen RT-PCR, sytotoksisuusmittaukset, immunosytokemia, konfokaalimikroskopia ja entsyymiaktiivisuusmittaukset. Väitöskirja koostuu viidestä osajulkaisusta, joiden kokeellinen osuus on tehty professori Anu Kauppisen Immuno-Oftalmologia -tutkimusryhmässä yhteistyössä muun muassa Kaarniranta AMD Lab -tutkimusryhmän kanssa.
Filosofian maisteri Eveliina Korhosen väitöskirja Inflammasome activation in response to aberrations of cellular homeostasis in epithelial cells from human cornea and retina (Inflammasomiaktivaatio vasteena solujen homeostaasin poikkeamille ihmisen sarveiskalvon ja verkkokalvon epiteelisoluissa) tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii professori Kari Eklund Helsingin yliopistosta ja kustoksena professori Anu Kauppinen Itä-Suomen yliopistosta.
Lisätietoja:
FM Eveliina Korhonen, eveliina.korhonen(a)uef.fi
