Lapsilla akuutti leukemia on yleisin syöpä. Sen tavanomaisin muoto, akuutti lymfoblastinen leukemia (ALL), saa alkunsa varhaisista imusolulinjan soluista ja puhkeaa yleensä noin 2-5-vuoden iässä. Tauti on yleensä hyvin parannettavissa. Ajoittain hoidot tehoavat kuitenkin hitaasti ja tällöin taudin uusiutumisriski on kohonnut. Tampereen yliopiston ja Itä-Suomen yliopiston tutkimuksessa selvitettiin lasten ALL:n syöpäsolujen piirteitä ja hoitovastetta nykyaikaisella yhden solun analysointitekniikalla.
Tutkimuksessa verrattiin potilaiden luuytimestä eristettyjä leukemiasoluja terveisiin soluihin ja analysoitiin geenien luennan eroavaisuuksia. Tämä tehtiin huippumodernilla tekniikalla, jossa kokonaisen kudoksen sijaan jokainen solu analysoitiin erikseen. Yhden solun kehitysvaiheen ja geenien aktiivisuuden tarkkuudella tehtävä arviointi on erityisen tärkeätä leukemian kaltaisessa syövässä, joka aiheutuu epäkypsien solumuotojen villiintymisestä.
Tutkimuksessa tarkasteltiin muun muassa niitä harvalukuisia leukemiasoluja, jotka säilyivät hengissä ensimmäisten hoitoviikkojen aikana. Taudin toteamishetkeen verrattuna nämä solut olivat muuntuneet ja kypsyneet.
– Tämä voi olla luontainen reaktio lääkehoidolle tai kuvastaa leukemiasolujen tapaa väistää annettua hoitoa, toteaa osastonylilääkäri Olli Lohi Taysin Syöpäkeskuksesta. – Tämä teknologia mahdollistaa tarkemman hoitovasteen arvioinnin ja paljastaa hoidolle hitaasti reagoivien solujen piirteitä. Tarkoituksena on etsiä uusia tehokkaampia täsmähoitoja juuri näitä soluryhmiä kohtaan.
Tutkimuksessa havaittiin korkea ETS-säätelijägeenien aktiivisuus leukemiasoluissa. Yksi näistä geeneistä, ELK3, on aikaisemmin tunnistettu leukemian altistusgeeninä. Havainto vahvistaa aikaisempaa käsitystä siitä, että ETS-perheen säätelijät ovat keskeisessä roolissa akuutin leukemian syntymisessä.
Apulaisprofessori Merja Heinäniemi Itä-Suomen yliopistosta korostaa solujen säätelyverkon paremman tuntemisen avaavan uusia mahdollisuuksia täsmälääkintään:
– Kun estimme ETS-geenien toimintaa täsmälääkkeillä, saimme aikaiseksi solujen jakautumisen pysähtymisen. Jatkamme tämän havainnon tutkimusta parhaillaan muun muassa solu- ja eläinmalleilla.
Syöpäsolujen lisäksi yhden solun analysointitekniikka mahdollistaa myös immuunisolujen tarkastelun. Syövän immunologiset hoidot ovat yleistymässä niiden lupaavien hoitovaikutusten myötä. Tutkimuksessa havaittiin, että lasten leukemian ETV6-RUNX1 alityypissä ”luonnolliset tappajasolut” (natural killer cell, NK) olivat poikkeavia terveeseen luuytimeen verrattuna: NK-soluja oli vähemmän ja niiden aktiivisuus oli alentunut. Tulokset viittavat siihen, että NK-solujen puolustuskyvyn heikentyminen saattaisi olla yksi mekanismi leukemiasolujen leviämiseen.
Tutkimus on julkaistu arvostetussa Genome Medicine -lehdessä (IF 10.4). Tutkimuksessa oli mukana Turun yliopiston ja Karoliinisen instituutin tutkijoita, ja aineiston analysoinnissa hyödynnettiin CSC:n ja Itä-Suomen yliopiston laskentapalvelimia.
Tutkimus on osa Euroopan komission ja Suomen Akatemian rahoittamaa monikansallista GEPARD-hanketta, jota koordinoi dosentti Olli Lohi Tampereen yliopistosta, ja osa Heinäniemen ja Lohen koordinoimia kansallisia säätiöiden rahoittamia hankkeita, joissa tuodaan genomiikan menetelmiä parantamaan tautien diagnostiikkaa ja hoitoa.
Lisätietoja:
Merja Heinäniemi, merja.heinaniemi (a) uef.fi, Itä-Suomen yliopisto, biolääketieteen yksikkö, https://uefconnect.uef.fi/henkilo/merja.heinaniemi/
Olli Lohi, olli.lohi (a) tuni.fi, Tampereen yliopisto, lääketieteen ja terveystieteiden tiedekunta
Tutkimusartikkeli:
Juha Mehtonen, Susanna Teppo, Mari Lahnalampi, Aleksi Kokko, Riina Kaukonen, Laura Oksa, Maria Bouvy-Liivrand, Alena Malyukova, Artturi Mäkinen, Saara Laukkanen, Petri I. Mäkinen, Samuli Rounioja, Pekka Ruusuvuori, Olle Sangfelt, Riikka Lund, Tapio Lönnberg, Olli Lohi & Merja Heinäniemi: Single cell characterization of B-lymphoid differentiation and leukemic cell states during chemotherapy in ETV6-RUNX1-positive pediatric leukemia identifies drug-targetable transcription factor activities. Genome Medicine 12. https://doi.org/10.1186/s13073-020-00799-2
Tiedote: Tampereen yliopisto
