Sydäninfarktin, aivohalvauksen ja Parkinsonin taudin hoitoon haetaan uusia menetelmiä. Helsingin yliopiston, Aalto-yliopiston ja HYKS:n viisivuotisessa hankkeessa sydänlihaksen ja aivojen omia kantasoluja halutaan auttaa tuottamaan tuhoutuneiden solujen tilalle uusia tai muuttamaan sidekudossoluja sydänlihas- ja hermosoluiksi.
Tähän asti tutkimuksessa on käytetty muualta otettuja kantasoluja, mutta niillä on vaikeuksia pysyä elossa.
– Parhaillaan rakennamme tutkimusmalleja selvittämään sitä, miten sidekudos- ja kantasoluja muutetaan sydän- ja hermosoluiksi, jotta erilaisten lääkeaineiden vaikutusta voidaan tutkia, kertoo hankkeen koordinaattori, professori Heikki Ruskoaho Helsingin yliopiston farmasian tiedekunnasta.
Sydämen ja aivojen kantasolut tuottavat jatkuvasti uusia soluja, mutta tahti on hidas. Esimerkiksi sydämen soluista uusiutuu vuosittain noin kaksi prosenttia. Sydäninfarktissa tuhoutuu moninkertainen solumäärä vuosittaiseen uusiutumiseen verrattuna.
Hankkeella on monia välitavoitteita, jotka etenevät limittäin. Aluksi pyritään ymmärtämään muun muassa yksittäisten kantasolujen aineenvaihdunnan muutoksia ja tekemään tulosten pohjalta lääkekehitystyötä.
Tutkimuksessa suunnitellaan esimerkiksi suun kautta otettavia lääkkeitä, joiden vaikutus pyritään kohdentamaan nanoteknologian avulla oikeisiin kantasoluihin.
– Kehittelemme nyt ensimmäisiä kokeita lääkevaikutuksen kohdentamisesta nanopartikkeleilla. Pyrimme tekemään kokeet vielä ennen kesää.
Toiminnallista sydänlihasta pelastui hiirimallissa
Virusvektoreilla sydämeen siirretyt pienet RNA-molekyylit vähensivät sydäninfarktin laajuutta hiirimallissa. Tämä uusi sydäninfarktien hoitomenetelmä kehitettiin Itä-Suomen yliopistossa.
– RNA-molekyylit pienensivät jopa puolella sydäninfarktin laajuutta. Hiirimallissa onnistuttiin pelastamaan toiminnallista sydänlihasta, kertoo akatemiaprofessori Seppo Ylä-Herttuala Itä-Suomen yliopistosta.
Hoitomallissa pyritään kasvattamaan uusia verisuonia hapenpuutteesta kärsivään sydänlihakseen.
– Osoitimme, että VEGF-A-kasvutekijä on verisuonten uudismuodostuksen taustalla. VEGF-A:n luonnollinen eritys on hyvin tarkkaan säädelty, koska se on erittäin vahva kasvutekijä.
Ylä-Herttuala sanoo, että tutkimuksessa identifioitiin sellaisia lyhyitä RNA-molekyylejä, jotka sitoutuvat endogeenisen VEGF-geenin säätelyalueeseen ja kääntävät siis luonnollisen kasvutekijän päälle sydänlihaksen infarktialueella.
Tutkimuksen seuraavassa vaiheessa testataan infarktimalleja ja selvitetään annostusta, hoidon toteutettavuutta ja turvallisuutta suurilla eläimillä.
– Hoitogeeni viedään katetrilla sian sydämen seinämään, aivan kuten kardiologian yksikössä ihmisille tehdään. Kun tehokkuus ja turvallisuus on osoitettu, voidaan ryhtyä suunnittelemaan faasin I kliinisiä kokeita.
iPS-teknologiasta apua lääketurvallisuuteen
Professori Katriina Aalto-Setälän tutkimusryhmä Tampereen yliopistossa tutkii ja kehittää pitkän QT-oireyhtymän, perinnöllisen kammiotakykardian ja hypertrofisen kardiomyopatian tautimalleja.
– Tutkimme tautimalleja soluissa, jotka ilmentävät saman geneettisen poikkeavuuden kuin potilailla on. Tuotamme potilaiden ihosoluista laboratoriooloissa indusoituja pluripotentteja soluja eli iPS-soluja, joissa on siis täysin sama geeni-informaatio kuin ihopalan luovuttaneella potilaalla, kertoo Aalto-Setälä.
Perinnöllisiä sydänsairauksia on tutkittu eläinkokeilla. Nyt iPS-teknologian avulla voidaan tuottaa potilas- ja genotyyppispesifisiä kantasolulinjoja juuri niistä potilaista, joilla on perinnölliselle sydänsairaudelle altistava geenimutaatio ja tutkia sairauksien mekanismeja ihmisen soluilla.
Tutkimuksessa voidaan myös selvittää, miten iPS-solut tai niistä erilaistetut sydänsolut reagoivat erilaisiin lääkeaineisiin.
– Nyt meillä on ensimmäisen kerran ihmisen soluja ja voimme tehdä kokeita soluviljelmillä altistamatta itse potilasta tutkittaville lääkeaineille. Nämä kokeet eivät pysty täysin korvaamaan eläinkokeita, mutta voivat vähentää niitä.
Aalto-Setälän mukaan iPS-solut ovat lääkekehittelyssä hyvin tärkeitä, sillä ne reagoivat niin kuin potilaat. Osa potilaista esimerkiksi reagoi hyvin joihinkin jo markkinoilla oleviin lääkkeisiin tai mahdollisiin uusiin lääkemolekyyleihin.
– iPS-teknologialla on merkitystä myös lääketurvallisuuden kannalta. Perinnöllisiä sydänsairauksia sairastavat potilaat ovat hyvin herkkiä lääkkeiden monille sivuvaikutuksille. Heille voi esimerkiksi tulla vakavia rytmihäiriöitä, Aalto-Setälä summaa.
Kirjoittanut:
Ulla Toikkanen
Kuva:
Panthermedia
Julkaistu Lääkärilehdessä
