– Aivotutkimusta ei voi enää tehdä yksin laboratoriossa puurtamalla. Tieteenteon maisema on muuttunut dramaattisesti, totesi professori Mikko Hiltunen Kuopio Brain & Mindin verkostoitumistapahtumassa.
Maaliskuussa järjestetyn tapahtuman teemana oli translationaalinen tutkimus, jossa perustutkimuksen löydöksiä pyritään soveltamaan käytäntöön potilaiden hyödyksi ja toisaalta potilasnäytteet vauhdittavat sairauksien tutkimusta.
Kuopio Brain & Mind on yksi Kansallisen neurokeskuksen alueellisista yhteistyöverkostoista, joka edistää aivosairauksiin liittyvää tutkimusyhteistyötä yliopiston tutkijoiden, sairaaloiden sekä yritysten, potilasjärjestöjen ja muiden sidosryhmien välillä.
Biopankkinäytteen antaja voidaan kutsua geenitietojen perusteella tutkimukseen
Viime vuosikymmeninä on tunnistettu lukuisia Alzheimerin taudin riski- ja suojageenejä. – Monet niistä liittyvät mikrogliojen eli aivojen immuunisolujen toimintaan ja aivojen tulehdusreaktioon, Hiltunen kertoi.
Mikrogliojen toiminnan säätely voisikin avata uusia mahdollisuuksia taudin hoitoon. Toisaalta niihin liittyvistä muutoksista voitaisiin mahdollisesti ennakoida taudin kehittymistä.
Hiltusen ryhmä yhteistyökumppaneineen on viime vuosina kehittänyt translationaalisia, monimenetelmäisiä tutkimusasetelmia, joissa on hyödynnetty FinnGen-hankkeessa tuotettuja geenitietoja puolesta miljoonasta biopankkinäytteen antaneesta suomalaisesta. Tästä joukosta on tunnistettu ja kutsuttu erityisesti mikroglioissa ilmentyvien riskigeenien kantajia tutkimuksiin.
Toimintamallista kehitettiin sujuva palvelukonsepti myös yritysten aivoterveyteen liittyvien kliinisten tutkimusten tarpeisiin osana UEF Aivotutkimusyksikkö 2.0 -EAKR-hanketta. Biopankkiluovuttajien takaisinkutsuprosessia pilotoitiin harvinaiseen muistisairauteen, Nasu-Hakolan tautiin liittyvän TYROBP-geenideleetion kantajilla.
Nasu-Hakolan tauti ilmenee vain, jos deleetion perii molemmilta vanhemmilta. Pilottiin kutsutuilla tehty tutkimus kuitenkin osoitti, että vain yhdeltä vanhemmalta perittynä se lisää riskiä sairastua Alzheimerin tautiin ja aikaistaa sairastumisikää.
Hiltunen kertoi lisäksi Kuopion yliopistollisen sairaalan, Oulun yliopistollisen sairaalan ja Itä-Suomen yliopiston uraauurtavasta yhteistyöstä, jonka ansiosta aivo-selkäydinnestekierron häiriöstä johtuvaa muistisairautta, iNPH-tautia, ja siihen usein liittyviä Alzheimerin taudin piirteitä on päästy tutkimaan elävistä aivokudosnäytteistä. Niitä saadaan iNPH-taudin hoitoon liittyvän sunttileikkauksen sivutuotteena.
– FinnGen-hanke mahdollisti melko hiljattain myös ensimmäisen koko genomin laajuisen NPH-taudin tutkimuksen. Tunnistimme useita siihen liittyviä geenimuutoksia, jotka voivat osaltaan selittää myös syntysyiltään tähän asti epäselvää tautia.
Leikkaussalista laboratorioon
Professori Reetta Kälviäinen kertoi, miten epilepsiaa sairastavien osallistuminen tutkimukseen voi edistää yksilöllisempää, epilepsiatyypin mukaan räätälöityä hoitoa. KYSissä pyydetään kaikilta epilepsiaan sairastuneilta suostumus osallistua tutkimukseen. Jo 3500 potilaan tiedot ja erilaiset mittaus- ja kuvantamistulokset on koottu tietokantaan, josta tutkijat pyrkivät tunnistamaan biomarkkereita eli tekijöitä, joiden perusteella voitaisiin tarkemmin määritellä epilepsian tyyppi, potilaan ennuste ja sopivin hoito.
30 prosentilla epilepsiaa sairastavista nykyiset lääkkeet tehoavat huonosti. Paikallisalkuisessa epilepsiassa apu voi löytyä epilepsiakirurgiasta, jossa kohtauksia aiheuttava aivoalue poistetaan tai eristetään. Myös epilepsiapotilailta poistettua aivokudosta on viime vuosina tutkittu monipuolisesti KYSin ja yliopiston yhteistyössä. – Tavoitteena on yhdistää useilla eri menetelmillä saatu tieto, jotta saadaan kokonaiskuva kohtauksiin johtavista muutoksista aivokudoksessa, kertoi tutkimusjohtaja Alejandra Sierra Lopez.
Potilaiden aivoista otetaan magneettikuvaa ennen leikkausta. Leikkauksesta saadut aivokudosnäytteet puolestaan kiidätetään elävinä yliopistolle, missä niistä tutkitaan muun muassa hermoverkkojen toimintaa ja geenien ilmentymistä. Sierra Lopezin tutkimusryhmä selvittää näytteistä epilepsiaan liittyviä piirteitä sekä magneettikuvantamisen että 3D-elektronimikroskopian avulla. – Samalla hanke edistää eläinmalleilla kehittämiemme, entistä tarkempien kuvantamismenetelmien etenemistä kliiniseen käyttöön potilaiden hyödyksi.
Kälviäisen mukaan pitkän tähtäimen tavoitteena on löytää vaikeahoitoisille potilaille myös uusia hoitovaihtoehtoja epilepsiakirurgian sijaan. – Potilaiden toive on tietenkin, että epilepsia voitaisiin parantaa, ja sekin voi olla tulevaisuudessa mahdollista.
Masennus näkyy verinäytteessä
Lukuisien verinäytteestä mitattavien proteiinien pitoisuudet ovat masentuneilla nuorilla erilaisia kuin terveillä, kertoi väitöskirjatutkija Aino-Kaisa Piironen.
Masennukseen liittyy muutoksia esimerkiksi immuunijärjestelmään, stressivasteisiin ja aineenvaihduntaan liittyvien proteiinien suhteellisissa pitoisuuksissa. Alustavat tulokset ovat osa laajempaa nuorten päihteiden käyttöön ja psyykkisiin sairauksiin liittyvää REAL-SMART-hanketta.
Piironen etsii väitöstutkimuksessaan verinäytteistä proteiineja, joita voitaisiin käyttää merkkiaineina mielenterveyden häiriöiden diagnostiikassa tai ennakoinnissa. – Muutokset eri proteiinien pitoisuuksissa heijastelevat mielenterveyden häiriöiden biologista taustaa.
Tutkimukseen on saatu verinäytteitä ja taustatietoa sekä masennusta sairastavilta että terveiltä nuorilta. – Aihepiiriä on tärkeää tutkia juuri nuorilla, koska monet mielenterveyden häiriöt alkavat kehittyä jo nuoruudessa. Tautimekanismit voivat olla myös osin erilaisia kuin aikuisilla, joilla on lisäksi enemmän sekoittavia tekijöitä, kuten muita sairauksia ja lääkityksiä.
Piirosen mukaan jatkossa olisi kiinnostavaa verrata plasman proteiinien muutoksia myös masennuksen eri alatyypeissä.
– Mielenterveyden häiriöiden diagnostiikkaan kaivataan objektiivisempia työkaluja, sillä nykyisin diagnoosi tehdään pelkästään oirekuvan perusteella. Verinäytteestä mitattavat merkkiaineet voisivat mahdollistaa myös entistä yksilöllisemmän hoidon suunnittelun.
Merkkiaineina voisivat toimia myös plasman aineenvaihduntatuotteet, joiden on myös havaittu muuttuvan monin tavoin masennuksessa. Näitä muutoksia on hankkeeseen liittyvässä väitöskirjassaan tarkastellut FT Karoliina Kurkinen.
Aivotutkimuksen menestystekijöitä
Professori Tarja Malm esitteli käynnissä olevaa Neuro-Innovation-tohtoriohjelmaa ja uutta NOVEL-tutkijatohtoriohjelmaa, joilla on molemmilla MSCA COFUND-rahoitus. Niille on yhteistä myös monitieteisyys, sektorien välinen yhteistyö ja vahva panostus aivoterveyden innovaatioiden edistämiseen.
NOVEL-ohjelman ensimmäinen haku on käynnissä toukokuun loppuun asti ja hakijoilta toivotaan hanke-ehdotuksia ennaltaehkäisyn ja hoidon sekä menetelmien ja datan teemoista. Joulukuussa avautuvan toisen haun teemoina ovat innovaatiot yhteiskunnassa sekä etiikka ja hyvinvointi.
Neuro-Innovation-ohjelman monilla väitöskirjahankkeilla on Malmin mukaan translationaalinen ote ja suora yhteys potilaiden hoitoon Esimerkiksi väitöskirjatutkija Melika Azim Zadegan on selvittänyt kotona tapahtuvan etäseurannan hyväksyttävyyttä kroonisesti sairaiden ikääntyneiden keskuudessa. Tutkimukseen osallistui KYSin iNPH-potilaita. Seurantateknologian käyttöönotto kiinnosti varsinkin perheenjäsenen kanssa asuvia.
Tilaisuudessa käytiin myös paneelikeskustelu translationaalisen tutkimuksen menestystekijöistä. Kälviäisen mukaan nykyisessä poliittisessa ja kansainvälisessä ilmapiirissä on entistäkin tärkeämpää, että tutkimuksessa huomioidaan myös potilaiden ja omaisten osallisuus sekä sairauteen liittyvät sosiaaliset ja taloudelliset haasteet.
Itä-Suomen yliopiston Neurotieteiden tutkimusyhteisössä toimiikin myös yhteiskunta- ja oikeustieteiden tutkijoita. Professorit Anna Mäki-Petäjä-Leinonen ja Kaijus Ervasti oikeustieteiden laitokselta kertoivat, että yhteistyössä on selvitetty esimerkiksi epilepsiaa sairastavien ja muistisairaiden oikeuksia ja oikeudensaantimahdollisuuksia ja perustettu Aivotutkimusyksikköön oikeusklinikka tutkimuksiin osallistuville.
Professori Olli Gröhn tähdensi, että lisää ajatustenvaihtoa tarvitaan myös niin sanotun kovan tieteen edustajien – matemaatikkojen ja fyysikkojen – sekä potilaiden parissa työskentelevien asiantuntijoiden välillä. Ideointi on ennenkin johtanut esimerkiksi menestyksekkäisiin rahoitushakuihin ja sekä tutkimusta että potilaiden hoitoa palveleviin laitehankintoihin.
Neurologian ylilääkäri Päivi Hartikainen toivoi niin ikään enemmän tiedonsiirtoa yliopistolta sairaalan puolelle. Kuopio Brain & Mind -verkoston aluepäällikkö Tarja Laitinen kertoi, että tulevien tapahtumien teemoissa toiveita otetaan mielellään huomioon.
Itä-Suomen yliopiston monialaiseen Neurotieteiden tutkimusyhteisö (NEURO RC) tuottaa uutta tietoa hermoston rappeumasairauksien ja epilepsian taustalla olevista tautikohtaisista ja yhteisistä molekyylimekanismeista. Tutkimusryhmissä tutkitaan uusia biomarkkereita ja kehitetään terapeuttisia lähestymistapoja sairauksien ehkäisyyn ja parantamiseen. Tutkimusyhteisö yhdistää biologiset neurotieteet datatieteisiin, neuroinnovaatioihin ja neuroetiikkaan. Lue lisää ja keskustele tutkijoidemme kanssa:
Tutkimusyhteisön sivut: /fi/tutkimusyhteiso/neurotieteet
LinkedIn:
