Steroidireseptorien tutkimuskeskus yhdistää nuoria huippututkijoita

Itä-Suomen yliopiston biolääketieteen yksikössä toimiva Steroidireseptorien tutkimuskeskus (SRC) on kansainvälisesti ainutlaatuinen tutkimuskeskittymä, jossa viiden tutkimusryhmän voimin keskitytään tuman hormonireseptorien toimintaan ja merkitykseen sairauksissa. Mukana on useita nuoria ryhmänjohtajia, joiden huippuosaamista ovat genominlaajuiset geeniekspressio-, kromatiini- ja proteomiikkatekniikat data-analyyseineen sekä moderni solu- ja kudoskuvantaminen. Suomen Akatemia rahoittaa kaikkia SRC:n tutkimusryhmiä. Myös Syöpäsäätiö on ryhmien tärkeä rahoittaja, ja syöpäsolumallit sekä syövän mekanismit ovatkin tutkimuksen keskiössä.

Viimeisen vuoden aikana SRC on kasvanut yli 40 tutkijan yhteisöksi, joka muodostaa perustutkimuksen ytimen myös yliopiston Monitieteinen syöpätutkimus (CANCER) -tutkimusyhteisössä.  SRC:n tutkimuksen näkökulma on kuitenkin syöpätauteja laajempi, sillä steroidihormoneilla ja niiden reseptoreilla on keskeinen rooli muun muassa aineenvaihdunnan säätelyssä ja tulehdussairauksissa.  

–  Syöpä on meille etulinjan malli, mutta tutkimustuloksemme ovat sovellettavissa myös muihin sairauksiin, sanoo tutkimuskeskuksen johtaja, professori Jorma Palvimo.

SRC:n tutkimusryhmät ovat viime aikoina osallistuneet moniin merkittäviin kansainvälisiin yhteistyöhankkeisiin esimerkiksi kromatiinitason erikoisosaamisella, joka oli äskettäin keskeisessä roolissa glukokortikoidihormonivaikutukseen, metaboliaan ja infektiovasteiden säätelyyn keskittyvässä uraauurtavassa tutkimuksessa. Se osoitti verenmyrkytyksen eli sepsiksen estävän nopeasti glukokortikoidireseptorin (GR) toiminnan maksassa, mikä johtaa metabolian häiriintymiseen ja tilan edelleen pahentumiseen (1). Tilaan liittyy myös hapenpuutteen vaikutus GR:n toimintaan (2).

Pandemia varjosti keskuksen ensimmäistä vuotta ja etätyöjaksot haastoivat etenkin nuorten tutkijoiden laboratoriotyötä. Tästä huolimatta tutkimuskeskus tuotti useita merkittäviä julkaisuja.

–  Monet nuoret ryhmänjohtajamme ovat vasta saaneet tutkimusryhmiensä toiminnan käyntiin, mutta erinomaista tulosta syntyy jo, Palvimo kertoo.

Dosentti Einari Niskanen tutkii glukokortikoidireseptorin tulehdusvasteiden geenisäätelyn mekanismien lisäksi, kuinka solustressi ja sen aikaansaama SUMOlaatio vaikuttavat genomin ja kromatiinin tasolla.

–  Osoitimme yhdessä Cambridgen yliopistossa toimivan Ritwick Sawarkarin ryhmän kanssa, että solustressin laukaisema NELF-proteiinin SUMOlaatio on tärkeä mekanismi stressiin liittyvässä geenien hiljentymisessä ja se takaa solujen selviytymisen (3), Niskanen toteaa.

Modernit laitteistot ja kuvantamistekniikat ovat tärkeässä osassa kansainvälisesti merkittävän tutkimuksen tekemiselle.

–  Pystymme tarjoamaan etulinjan analyysejä yhteistyönä, mikä mahdollistaa läpimurrot uusien hoitomuotojen kehittämiseksi solumalleilla, sanoo akatemiatutkija Kirsi Ketola, joka johtaa myös biolääketieteen yksikössä toimivaa Solu- ja kudoskuvantamisen yksikköä.

Ketola julkaisi juuri merkittävän tutkimuksen, jossa havaittiin, että solusalpaaja karboplatiini ja eturauhassyöpälääke entsalutamidi käynnistivät L1-transposoniaktiivisuuden eli geenihyppykoneiston eturauhassyöpäsolulinjoissa (4). – On kiehtovaa, että syöpäsolujen geenit voivat alkaa syöpähoitojen aiheuttaman L1-aktiivisuuden myötä “hyppimään”, samoin kuin joissakin virustaudeissa. Tämä voi siten johtaa syöpälääkehoidolle vastustuskykyiseen tautiin, Ketola sanoo.

–  Alustavien löydöstemme mukaan atsidotymidiini, eräs AIDS-lääkkeistä, esti geenihyppykoneiston toiminnan syöpäsoluissa, mikä antaa toivoa, että jo olemassa olevia lääkkeitä voidaan käyttää L1-aktiivisuuden toiminnan estoon syövissä, Ketola ennustaa.

–  Huipputason kansainvälinen yhteistyö on vaikuttavan tutkimuksen kulmakivi, sanoo akatemiatutkija, dosentti Ville Paakinaho.

Paakinaho julkaisi viime vuonna useita tutkimuksia yhteistyössä Yhdysvaltain terveysviraston NIH:n tutkijoiden kanssa. –  Osoitimme kuinka steroidireseptorien toiminta muuttuu radikaalisti, kun niiden vuorovaikutuksiin toistensa kanssa ja niiden perimään sitoutumiseen vaikutetaan. Näillä havainnoilla on merkitystä, kun suunnitellaan ja kehitetään uusia steroidireseptoreihin kohdistuvia lääkemolekyylejä (5), Paakinaho tiivistää.

Steroidireseptorien tutkimuskeskuksessa kehitetään myös uusia tutkimusmenetelmiä hyödyntäen monialaista osaamista. Yhteistyötä tehdään etenkin laskennallisten alojen asiantuntijoiden kanssa, jotta uusimmat keinot saadaan käyttöön myös biolääketieteellisessä tutkimuksessa. Dosentti Leena Latonen toimii parhaillaan Suomen Syöpäinstituutin säätiön vanhempana tutkijana ja etsii tutkimusryhmänsä kanssa vastauksia siihen, kuinka syöpä kehittyy pahanlaatuiseksi ja valjastaa solujen stressivasteet kehittämään vastustuskyvyn lääkkeille. Ryhmä on juuri julkaisemassa uusia menetelmiä, joilla voidaan tarkastella syöpäkudoksen solurakennetta kolmiulotteisesti (6).

–  Virtuaalimaailmassa voimme tarkastella täysin uudella tavalla kuinka syöpä kasvaa ja kehittyy kudoksessa. Tärkeintä on kuitenkin saada perinteinen, katsojan silmissä oleva histopatologinen kuva laskennallisiksi määreiksi, joiden avulla voidaan rakentaa luotettavia syy-seuraussuhteita molekyylimekanismeihin ja mitata muun muassa kehitteillä olevien lääkeaineiden vaikutusta. Tässä auttavat koneoppiminen ja tekoälypohjaiset menetelmät, sanoo Latonen.

 Steroidireseptorikeskus kouluttaa aktiivisesti uutta tutkijasukupolvea ja sen tutkijat osallistuvat muun muassa jokavuotisten kesäkoulujen järjestämiseen. Tällä hetkellä seminaarisarjoja joudutaan järjestämään virtuaalisesti zoomin kautta.

–  Ajan hermolla on pysyttävä siitä, mitä kansainvälisellä kentällä tapahtuu, oli pandemiaa tai ei, sanoo Palvimo. –  Viime vuosina olemme esimerkiksi menestyksellisesti soveltaneet uusimpia proteomiikan ja kromatiinitutkimuksen menetelmiä yhteistyössä Saksan Syöpätutkimuskeskuksen DKFZ:n Heidelbergissä sijaitsevan proteomiikkalaboratorion huippuosaajien kanssa ja onnistuneet tunnistamaan GR:n ja toisen tärkeän lääkekohteen, androgeenireseptorin, vuorovaikutusverkoston kromatiinilla (7). Tuloksemme muodostavat vankan perustan muun muassa uusien eturauhassyövän lääkeaineiden kehitystyölle.

Ajankohtaisesta tutkimuksesta kiinnostuneille Palvimo haluaa vinkata Frontiers in Health Sciences -seminaarisarjan seuraavasta esityksestä.  17.2.2022 klo 15 pidettävän seminaarin puhujavieraana on SRC:n yhteistyökumppani, professori Jeroen Krijgsveld ja aiheena “Novel approaches to understand proteome regulation in cell signaling and stress adaptation“. Seminaari on seurattavissa zoomilla osoitteessa https://uef.zoom.us/j/65988532246.

Kuva: Raghavendra Mysore.