FM Shalini Das Gupta osoittaa väitöskirjassaan, että kahden päivän sisällä aivovammasta tiettyjen mikroRNA-molekyylien plasmapitoisuus nousee ja klusteriiniproteiinin plasmapitoisuus laskee, joten nämä molekyylit voivat toimia varhaisina merkkiaineina aivovamman diagnostiikassa ja ennusteen arvioinnissa.
Aivovamma aiheutuu päähän kohdistuneesta ulkoisesta mekaanisesta voimasta, jonka seurauksena normaali aivojen toiminto vaarantuu. Vamman vakavuuden perusteella aivovamma luokitellaan lieväksi, kohtalaiseksi tai vakavaksi. Vammojen monimuotoisuuden ja monimutkaisen vaurioprosessin vuoksi spesifisiä, edullisia ja laajalti käytettävissä olevia diagnostisia ja ennustavia biomarkkereita paremman diagnosoinnin ja oikea-aikaisen hoidon tueksi ei ole saatavilla. Erityisesti lievän aivovamman diagnoosi on monimutkainen, koska aivojen TT-kuvauksessa vamma ei usein näy ja potilaat kärsivät vain hienovaraisista neurologisista häiriöistä. Lisäksi suurin osa näistä potilaista toipuu suhteellisen nopeasti, ja vain noin 30 prosentilla oireet pitkittyvät.
Verestä mitattavat merkkiaineet eli biomarkkerit auttavat ennusteen arvioinnissa, diagnostiikkavaiheessa ja sekundaarisille vaurioille alttiiden potilaiden tunnistamisessa. Kokeelliset eläinmallit ovat erittäin tärkeitä tällaisen biomarkkeritutkimuksen edistämisessä, koska niissä aivovamma voidaan mallintaa tarkasti ja minimoida vammojen väliset ja oheissairauksien aiheuttamat erot, joita potilastutkimuksiin tyypillisesti liittyy. Biomarkkereina voidaan käyttää laajaa kirjoa molekyylejä nukleiinihapoista proteiineihin, jotka tyypillisesti havaitaan kudos- ja kehonesteistä. Aivovamman molekyylibiomarkkerien tunnistaminen on erityisen tärkeää diagnosoitaessa potilaita, joilla ei ole näkyviä aivojen rakenteellisia vaurioita. Lisäksi molekyylibiomarkkereilla on mahdollista selvittää aivoissa meneillään olevaa vaurioprosessia molekyylitasolla ja arvioida potilaan ennustetta aivovamman jälkeen.
Useiden mikroRNA-molekyylien pitoisuudet nousivat vamman vakavuuden myötä
Väitöstutkimuksessa käytettiin nestepulssimallia aivovamman aikaansaamiseksi aikuisilla, urospuolisilla Sprague-Dawley-rotilla. Kahden vuorokauden kuluttua aivovammasta aivoissa ilmentyvän mikroRNA-molekyylin, miR-124-3p:n plasmapitoisuuden havaittiin olevan koholla. Lisäksi havaittiin lineaarinen suhde plasman miR-124-3p-tasojen ja näillä rotilla kehittyneen kortikaalisen vaurioalueen välillä, toisin sanoen mitä korkeampi plasman miR-124-3p-taso oli kaksi vuorokautta aivovamman jälkeen, sitä suuremmaksi aivokuoren vaurioalue oli kehittynyt kaksi kuukautta aivovamman jälkeen. Samassa kahden vuorokauden aikapisteessä aivovamman jälkeen havaittiin myös miR-9a-3p-, miR-136-3p- ja miR-434-3p-molekyylien plasmapitoisuksien nousu. Näiden molekyylien plasmapitoisuudet nousivat vamman vakavuuden myötä siten, että pitoisuus oli matalin rotilla, joille ei tehty vammaa tai toimenpidettä, suureni ilman aivovammaa tehdyn kallon avauksen jälkeen ja edelleen lievän aivovamman myötä ja oli suurin rotilla, joilla on vakava aivovamma. Sama miR-9-3p:n ja miR-136-3p:n plasmapitoisuuden nousu pystyttiin näkemään myös osassa ihmisnäytteitä kaksi vuorokautta aivovamman jälkeen. Potilaiden plasmanäytteet saatiin Kuopion yliopistollisesta sairaalasta.
Viimeisessä osatyössä havaittiin klusteriiniproteiinin ilmentymisen lisääntyminen rottien vaurioituneen aivopuoliskon alueella, kun taas plasmassa se väheni 2-6 tuntia aivovamman jälkeen.
Väitöskirjan tulokset osoittavat, että muuttuneet plasman miRNA- ja proteiinipitoisuudet voivat toimia merkkiaineina diagnostiikkavaiheessa ja arvioitaessa aivovamman vakavuutta ja kroonisesti kehittyvän aivovaurion kokoa. Nämä merkkiaineet voitaisiin mahdollisesti myös ottaa käyttöön aivovammapotilailla.
Filosofian maisteri Shalini Das Guptan väitöskirja Circulating plasma biomarkers of traumatic brain injury. Focus on the plasma levels of miR-124, miR-9, miR-136, and miR-434 as well as clusterin protein (Veriplasmasta mitattavat mikroRNAt mir-124, mir-9 ja mir-434 sekä klusteriini-proteiini aivovamman biomarkkereina) tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii professori David C. Henshall RCSI:stä (Royal College of Surgeons in Ireland) Irlannista ja kustoksena toimii professori Asla Pitkänen Itä-Suomen yliopistosta. Väitöstilaisuutta voi seurata verkossa 30.6.2021 klo 12 alkaen.
