Hiljattain julkaistu tutkimus valottaa, miten melanoomasolut vaikuttavat muihin soluihin erittämiensä mikrorakkuloiden avulla. Tutkimus osoitti, että melanoomasolujen erittämät mikrorakkulat vahvistavat kohdesolujen pahanlaatuisia ominaisuuksia niin sanotun hedgehog-viestinvälitysreitin kautta. Tieto voi auttaa kehittämään melanooman hoitoa ja diagnostiikkaa. Tutkimukseen osallistui Itä-Suomen yliopiston ja Helsingin yliopiston tutkijoita. Tulokset julkaistiin Cellular and Molecular Life Sciences -lehdessä.
Elimistömme toimintaa säätelevistä mekanismeista monet ovat säilyneet evoluution aikana, joten samat geenit ohjaavat kaikkien monisoluisten eläinten kehitystä ja toimintaa. Yksi esimerkki geenien säilymisestä on niin sanottu hedgehog-viestinvälitysreitti. Erikoisen nimensä tähän reittiin liittyvä geeniperhe on saanut alun perin siksi, että sen mutaatio teki banaanikärpäsen toukasta siilimäisen piikikkään – hedgehog on suomeksi siili. Lisäksi yleisin kolmesta nisäkkäiden hedgehog-geenistä, Sonic hedgehog, on nimetty tutkijoiden vitsinä videopelihahmon mukaan. Nisäkkäillä hedgehog-geeniperheen jäsenet ovat välttämättömiä sikiönkehityksen säätelijöitä, mutta ne ovat yhteydessä myös kantasolujen jakautumiseen myöhemmissä kehitysvaiheissa ja jopa aikuisella. Viimeaikaisten tutkimusten perusteella niiden ilmeneminen on myös yhteydessä moniin eri syöpätyyppeihin, kuten ihosyöpiin. Melanooma on ihosyövistä vaarallisin ja yleistyy jatkuvasti.
Mikrorakkulat kuljettavat solujen viestejä, mutta niihin voidaan pakata myös lääkkeitä
Perinteisen ajattelun mukaan elimistön viestit, kuten kasvutekijät ja hormonit, kulkevat vapaana verenkierrossa. Uuden käsityksen mukaan osa viesteistä pakataan kuljetusta varten, mikä suojaa viestejä hajoamiselta ja auttaa niiden kohdentamisessa oikeaan osoitteeseen. Mikrorakkulat eli solunulkoiset vesikkelit ovat soluista kuroutuvia pieniä kalvon ympäröimiä pallomaisia pakkauksia, jotka toimivat luontaisina viestien kuljettajina elimistössämme. Ne säätelevät elimistön toimintaa jo sikiökaudella, äidinmaidon välityksellä ja kudosten uusiutuessa läpi elämän. Myös syöpäsolut käyttävät niitä viestien lähettämiseen ja ympäristönsä muokkaamiseen oman kasvunsa edistämiseksi. Mikrorakkulat ovat myös monipuolisia työkaluja lääkkeiden kuljettamiseen sairauksien ja kudosvaurioiden hoidossa. Siksi niitä tutkitaan tällä hetkellä poikkeuksellisen aktiivisesti.
Nyt julkaistussa tutkimuksessa havaittiin uusi yhteys mikrorakkuloiden ja hedgehog-molekyylien välillä. Tutkimusryhmä havaitsi, että melanoomasolujen erittämät vesikkelit vahvistavat kohdesolujen pahanlaatuisia ominaisuuksia, kuten jakautumista ja leviämistä, hedgehog-viestinvälitysreitin kautta. Tutkimuksessa käytettiin viljeltyjä ihmisen melanoomasoluja sekä normaaleja ihosoluja. Melanoomapotilaiden kudosleikkeiden analyysit vahvistivat soluviljelmillä saatuja tuloksia.
– Erikoinen yhteensattuma on, että nämä viestejä kuljettavat rakkulat saavat alkunsa soluista, joita on myös kutsuttu hedgehog-soluiksi niiden mikroskooppisen pienten piikkimäisten ulokkeiden vuoksi. Banaanikärpäsen toukan piikkien kanssa näillä ulokkeilla ei ole kuitenkaan mitään tekemistä, vaan ne ovat tyypillinen piirre soluille, jotka tuottavat erityisen runsaasti soluväliaineen yleisintä sokerimolekyyliä, hyaluronaania, kertoo dosentti Kirsi Rilla Itä-Suomen yliopistosta.
– Hyaluronaanilla on myös keskeinen rooli vesikkelivälitteisessä viestinnässä, sillä solujen ulokkeista kuroutuvien vesikkelien pinnalla oleva hyaluronaani edistää niiden tarttumista kohdesoluunsa.
Hedgehog-signalointireitti on lupaava lääkehoidon kohde melanoomassa ja muissa syövissä. Tutkimuksessa löydettyä melanoomasolujen säätelymekanismia voidaan hyödyntää melanoomapotilaiden diagnostiikan ja sopivien lääkehoitojen kehitystyössä.
Rillan tutkimusryhmä on tutkinut vesikkelien biologiaa vuodesta 2013. Nyt julkaistu tutkimus on osa filosofian maisteri Uma Thanigai Arasun väitöskirjatyötä, joka tarkastetaan Itä-Suomen yliopistossa 4.4.2020.
Lisätietoja:
Dosentti Kirsi Rilla, Itä-Suomen yliopisto, p. +358 40 3553218, kirsi.rilla (a) uef.fi
Tutkimusartikkeli:
Arasu, U.T., Deen, A.J., Pasonen-Seppänen, S. et al. HAS3-induced extracellular vesicles from melanoma cells stimulate IHH mediated c-Myc upregulation via the hedgehog signaling pathway in target cells. Cell. Mol. Life Sci. (2019) doi:10.1007/s00018-019-03399-5
