Kantasolut avuksi perinnöllisten sydänsairauksien tutkimiseen ja uusien lääkehoitojen kehittämiseen
Perinnöllisten sydänsairauksien tutkiminen on turvallista, kun se tehdään kantasoluista erilaistetuista sydänsoluista. Mutaatioiden aiheuttaman virheellisen toiminnan tarkempi selvittäminen auttaa kehittämään yksilöllisiä täsmähoitoja.
Ihmisen sydämen tutkiminen on perinteisesti ollut haastavaa. Koepalan ottoon sydämestä liittyy riskejä. Lisäksi tuosta koepalasta eristetyt sydänsolut muuttuvat nopeasti soluviljelyoloissa ja lopettavat toiminnallisuutensa, kuten sykkimisen. Näistä syistä sydäntutkimuksia on tehty paljon koe-eläimillä. Koe-eläimillä saatujen tutkimustulosten hyödyntäminen potilaiden hoidossa on kuitenkin ollut usein pettymys, koska sydänsolujen toiminnassa on niin paljon lajikohtaisia eroavuuksia.
Parikymmentä vuotta sitten pystyttiin ensimmäisen kerran tuottamaan laboratorio-oloissa alkionkantasoluista sykkiviä ihmisen sydänsoluja. Tämä avasi uuden mahdollisuuden tutkia ihmisen sydänsolujen normaalia fysiologiaa. Ihmisen sydänsolujen tutkiminen pääsi vielä aivan uudelle ulottuvuudelle noin 10 vuotta sitten, kun opittiin muuttamaan erilaistuneita soluja, kuten esimerkiksi ihosoluja tai verisoluja, takaisin kantasoluiksi ja erilaistamaan näitä sitten vaikkapa sydänsoluiksi.
Tämän tekniikan eli solujen uudelleen ohjelmoinnin avulla voimme nykyisin tuottaa kenestä vain ns. uudelleen ohjelmoituja kantasoluja eli iPS-soluja, joilla on sama perimä kuin alkuperäisen näytteen luovuttajalla. Tämä tekniikka on siten mahdollistanut perinnöllistä sydänsairautta sairastavien ihmisten sydämen toiminnan tutkimisen ilman, että kajoamme potilaaseen - paitsi että otamme hänestä ihopalan tai verinäytteen.
Sydänsolujen poikkeavan toiminnan jäljille kantasolujen avulla
Olemme tutkineet Tampereen yliopistossa reilut 10 vuotta kantasoluista erilaistettuja sydänsoluja sekä onnistuneet keräämään näytteitä potilaista, joilla on erilaisia sydänsairauksia aiheuttavia geenivirheitä eli mutaatioita.
Osa suomalaisten sydänsairauksia aiheuttavista geenivirheistä on niin sanottuja valtamutaatioita, jotka selittävät suuren osan perinnöllisistä sydänsairauksista. Olemme osoittaneet soluviljelyissä eri mutaatioiden aiheuttavan sydänsoluissa sähköisiä ja rakenteellisia muutoksia. Lisäksi olemme havainneet, että sama lääkitys ei välttämättä ole tehokas kaikilla samaa perinnöllistä sydänsairautta sairastavilla, vaan mutatoitunut geeni ja jopa mutaation paikka geenissä ratkaisee, miten lääkitys tehoaa.
Tavoitteemme onkin, että tulevaisuudessa voisimme laboratorio-oloissa optimoida potilaiden lääkityksen, eikä potilaita tarvitsisi altistaa lääkekokeiluille.
Koen, että tutkimuksemme ovat tärkeitä erityisesti suomalaisille, sillä tutkimme pääasiassa suomalaisia valtamutaatioita. Kun ymmärrämme tarkasti, miten nuo kyseiset mutaatiot häiritsevät sydänsolujen toimintaa, toivottavasti useat suomalaiset tulevat hyötymään tuloksista uusien lääkkeiden myötä, lääkitysten optimoinnissa sekä sairauksien ennaltaehkäisyssä.
Katriina Aalto-Setälä
Professori, kardiologian erikoislääkäri
Lääketieteen ja biotieteiden tiedekunta, Tampereen yliopisto
Sydänsairaala, TAYS