Laskennallisen biologian alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Tilaisuutta voi seurata myös verkossa.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Väitöstutkimuksessa hyödynnettiin transkriptomiikan menetelmiä, pyrkimyksenä ymmärtää paremmin monitekijäisten sairauksien molekulaarista perustaa ja edistää niiden hoitoa. Transkriptomiikan keinoin voidaan tutkia geenien ilmentymistä eri kudoksissa, mikä auttaa valottamaan sairauksien kehittymistä ja etenemistä solutasolla.
Väitöskirjan ensimmäinen osatyö keskittyi iskeemiseen sydänsairauteen ja sydämen vajaatoimintaan, jotka kuuluvat johtaviin kuolinsyihin maailmassa. Näitä sairauksia on tutkittu paljon, mutta niiden tautimekanismeja ei vieläkään tunneta kyllin tarkasti, mikä on rajoittanut hoitomahdollisuuksia ja taudin etenemisen seurantaa.
Vaikean sydämen vajaatoiminnan hoidossa tarvittavista sydänsiirrännäisistä on pulaa. Yhtenä mahdollisena ratkaisuna pidetään ksenotransplantaatiota, jossa sydän siirretään geneettisesti muokatulta sialta. Merkittävänä haasteena on kuitenkin jo pian siirteen jälkeen ilmenevä hyljintä. Näiden siirteiden onnistumiseksi tarvitaan lisää ymmärrystä niiden aikaansaamasta immuunivasteesta ihmisen elimistössä, ja tähän keskityttiin toisessa osatyössä.
Kolmannen osatyön kohteena oli harvinainen tulehduksellinen ihosairaus, punasarveistuma eli pityriasis rubra pilaris (PRP), johon ei nykyisin ole tehokasta tautikohtaista hoitoa. Tutkimuksessa etsittiin lähtökohtia tehokkaammalle hoidolle taudin molekyylitason mekanismeista.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Iskeemiseen sydänsairauteen ja sydämen vajaatoimintaan liittyi laaja tulehdustila ja verisuonimuutoksia sydämen oikeassa eteisessä. Tulokset painottavat vasemman kammion lisäksi muidenkin sydämen alueiden merkitystä näissä sairauksissa. Saatu tieto voi mahdollistaa uusien, sydämen mikroverisuonistoon kohdennettujen hoitojen kehittämisen.
Kahden sialta ihmiselle tehdyn ksenotransplantaation tarkka analyysi paljasti merkittäviä varhaisia immuunireaktioita ja aineenvaihduntahäiriöitä sydänsiirron jälkeen. Tulokset tähdentävät tehokkaamman hyljinnänestolääkityksen ja oikean kokoisen siirteen tärkeyttä.
Interleukiini-1 beta (IL-1β) osoittautui kriittiseksi välittäjäaineeksi PRP:ssä. Potilaiden hoito IL-1-estäjillä tuotti hyviä tuloksia, joten ne näyttävät lupaavalta uudelta hoitomahdollisuudelta tähän ihosairauteen.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Geenien ilmentymisen muutokset sydämen mikroverisuonissa ovat uusi mahdollinen hoitokohde iskeemisen sydänsairauden ja sydämen vajaatoiminnan kehittymisen estämiseksi tai hidastamiseksi. Tulokset tarjoavat myös lähtökohtia entistä personoidummalle sydänsairauksien hoidolle.
Ksenotransplantaatioon liittyvien immuuni- ja aineenvaihduntareaktioiden parempi ymmärrys voi johtaa edistyneempään hyljinnänestohoitoon ja parempiin hoitotuloksiin ja avata lopulta entistä useammalle mahdollisuuden hengen pelastavaan sydänsiirtoon.
IL-1-estäjät saattavat olla uusi tehokkaampi hoitomuoto PRP-potilaille, mutta niiden teho tulee vielä varmistaa laajemmissa potilaskohorteissa. Tutkimuksessa käytetyllä menetelmällä voidaan tunnistaa myös muita hoitokohteita.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?
Tutkimuksessa käytettiin edistyneitä transkriptomiikan menetelmiä, kuten yksittäisten tumien RNA-sekvensointia (snRNA-seq) ja spatiaalista transkriptomiikkaa (ST) geenien ilmentymisen muutosten analysoimiseksi yksityiskohtaisesti eri kudoksissa. Näin saatiin solu- ja molekyylitason tietoa eri sairauksiin liittyvistä mekanismeista.
Iskeemistä sydänsairautta ja sydämen vajaatoimintaa sairastavien kudosnäytteistä analysoitiin geenien ilmentymisen muutoksia sydämen oikeassa eteisessä. Ksenotransplantaatioon liittyvässä tutkimuksessa sialta siirrettyyn sydämeen kohdistuvaa varhaista immuunivastetta tutkittiin myös multiomiikka-analyysien avulla. PRP-tutkimuksessa tulehduksen avaintekijät tunnistettiin ja uutta hoitokohdetta testattiin signalointireittianalyysin avulla.
Filosofian maisteri Eloi Schmauchin väitöskirja Transcriptomics for translational medicine: Study of RNA expression in cardiac diseases and auto-immunity (Transkriptomiikka translationaalisessa lääketieteessä: Tutkimus RNA-ekspressiosta sydän- ja autoimmuunitaudeissa) tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii Dr Sikander Hayat Uniklinik RWTH Aachenista ja kustoksena professori Minna Kaikkonen-Määttä Itä-Suomen yliopistosta. Tilaisuus on englanninkielinen.
Lisätietoja:
Eloi Schmauch, eloi.schmauch@uef.fi, https://uefconnect.uef.fi/en/person/eloi.schmauch/
