Molekulaarisen lääketieteen alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa Kuopion kampuksella. Tilaisuutta voi seurata myös verkossa.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Iskeemisissä sairauksissa kudos ei saa sen normaaliin toimintaan tarvittavaa happea ja ravinteita. Näin käy verisuonien tukkeutumisen seurauksena. Esimerkiksi sepelvaltimotauti kehittyy sydänlihakseen sydämen pinnalla olevien sepelvaltimoiden tukkeuduttua. Jos verisuoni menee kokonaan umpeen, sydänlihaksen soluja kuolee, mikä johtaa sydänkohtaukseen. Aivoissa hapenpuute johtaa aivoverenkierron häiriöihin ja jopa aivoinfarktiin.
Iskeemisten sairauksien hoito perustuu verisuonitukkeumien poistoon joko leikkauksilla, kuten sydämen ohitusleikkauksella, tai verenohennuslääkkeisiin. Nämä hoitomuodot tuovat usein helpotusta potilaalle, mutta ne eivät aina ole tehokkaita eivätkä ne poista molekyylitason ongelmia kudoksesta.
Tässä väitöskirjassa tutkittiin iskeemisten sairauksien syntyyn johtavia molekyylitason tapahtumia. Väitöstutkimuksessa keskityttiin solun tumassa oleviin mikroRNA-molekyyleihin sekä niiden toimintaan geenien ilmentymisen säätelyssä. Tutkimuksen tavoitteena on löytää uusia hoitokohteita iskeemisiin sairauksiin.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
MikroRNA:t ovat solun tuottamia pieniä RNA-molekyylejä, jotka eivät osallistu proteiinien muodostumiseen vaan osallistuvat muuten solun toiminnan säätelyyn. MikroRNA:t tunnetaan parhaiten toiminnastaan solulimassa, missä ne voivat hiljentää geenien ilmentymisen. Tämä RNA-interferenssi on laajasti tunnettu ilmiö, jossa mikroRNA:t toimivat elimistön toiminnan hienosäätäjinä. Pienen kokonsa ansiosta mikroRNA:t ovat elimistön nopea tapa vastata muuttuviin olosuhteisiin.
Tässä väitöstutkimuksessa keskityttiin mikroRNA:iden vähemmän tunnettuun rooliin solun tumassa. Solun tumassa sijaitsee perimä eli DNA. Geenit ovat pala DNA:ta, jotka luetaan eli käännetään RNA-molekyyleiksi tumassa ja edelleen proteiineiksi solulimassa. Tuman mikroRNA:t voivat siis vaikuttaa geenien ilmenemiseen jo geenien luentavaiheessa. Tämä edesauttaa solun nopeaa reagointia muuttuviin olosuhteisiin.
Väitöstutkimuksessa tutkittiin hiiren verisuonen seinämän endoteelisoluja vähähappisissa olosuhteissa. Soluissa havaittiin mikroRNA-populaatioita, jotka olivat erityisen runsaita joko solulimassa tai tumassa. Lisäksi joidenkin mikroRNA:iden määrä lisääntyi solulimassa tai tumassa, kun solut altistettiin hapenpuutteelle. Kokeiden perusteella havaitsimme, että tietyt mikroRNA:t voivat olla tärkeitä säätelijöitä, kun solu altistuu hapenpuutteelle esimerkiksi iskeemisissä sairauksissa.
Iskeemisten sairauksien ongelmana on vähentynyt tai estynyt verenkierto vaurioituneelle kudosalueelle. Vaskulaarinen endoteelin kasvutekijä A (Vegfa) on yksi tärkeimmistä verisuonien uudelleenkasvun edistäjistä. Pelkästään Vegfa:n määrää lisäämällä voidaan saada uutta verisuonitusta muodostumaan vaurioituneeseen kudokseen. Tässä väitöstutkimuksessa löydettiin hiiren mikroRNA miR-466c, jonka havaittiin lisäävän Vegfa:n määrää hapenpuutteesta kärsivissä soluissa. Solukokeissa tämän mikroRNA:n todettiin lisäävän Vegfa:n ilmenemistä transkriptionaalisella tasolla eli solun tumassa. Lisäksi sen havaittiin parantavan hiirimallissa verisuonitusta vaurioalueella takaraajaiskemian jälkeen.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Väitöstutkimuksessa löydetty hiiren mikroRNA miR-466c muistuttaa paljon ihmisestä löydettyä mikroRNA:ta. Näin ollen miR-466c:n voidaan uskoa toimivan myös ihmisen soluissa VEGFA:n määrää nostavana tekijänä. Tämän mikroRNA:n toimintaan liittyen on haettu jo patenttia ja sen ympärille on perustettu startup-yritys RNatives Oy, jossa väittelijä myös jatkaa tutkimustyötään. Tulevaisuudessa sydänkohtauksen tai aivoinfarktin avustavana hoitona voidaan mahdollisesti käyttää näitä pieniä mikroRNA-molekyylejä, jotka tehostavat elimistön omaa kykyä uudelleen kasvattaa verisuonitusta tuhoutuneelle kudosalueelle.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?
Väitöskirja kuuluu molekulaarisen lääketieteen alaan, ja väitöstutkimus toteutettiin Itä-Suomen yliopiston A. I. Virtanen -instituutissa sekä RNatives Oy:ssa. Tutkimuksessa on käytetty laajasti erilaisia molekyylibiologian tutkimusmenetelmiä sekä yhdistetty osaamista myös bioinformatiikasta ja eläinkoemalleista. Tämän väitöstutkimuksen keskeisimpiä piirteitä ovat laajasti toteutetut sekvensoinnit, sillä tutkimukseen sisältyi niin pienten kuin isojenkin RNA-molekyylien sekvensointia eli RNA-sekvenssien ja niiden määrän selvittämistä. Lisäksi tutkimuksessa hyödynnettiin erityisen haastavia menetelmiä, kuten CRISPR- ja RNA-pulldown-tekniikoita.
Filosofian maisteri Pia Laitisen väitöskirja Nuclear microRNAs: The role of miR-466c in transcriptional gene activation (Tuman mikroRNA:t: miR-466c rooli transkriptionaalisessa geeninaktivoinnissa) tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Olof Gidlöf Lundin yliopistosta ja kustoksena dosentti Mikko Turunen RNatives Oy:stä.
Väitöstilaisuus
Väitöskirja (linkki tulossa)
Lisätietoja: FM Pia Laitinen, pialai(a)student.uef.fi
