Neurotieteiden alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa Kuopion kampuksella. Tilaisuutta voi seurata myös verkossa.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Alzheimerin tauti on etenevä aivoja rappeuttava muistisairaus, jonka esiintyvyys väestössä kasvaa iän myötä. Perinnöllisten tekijöiden lisäksi sairauden taustalla vaikuttavat myös ympäristötekijät ja elämäntapavalinnat. Tällä hetkellä Alzheimerin taudin perimmäistä syytä ei vielä kuitenkaan täysin tunneta ja ensimmäiset muutokset aivoissa voivat alkaa jo kymmeniä vuosia ennen ensimmäisten oireiden havaitsemista. Tämä antaa aihetta lisätutkimuksille, sillä avain Alzheimerin taudin hoitoon on mahdollisimman aikainen reagointi. Esimerkiksi hajuaistin muutoksien on havaittu olevan yksi mahdollisista taudin ensimmäisistä oireista. Lisäksi aikaisempien tutkimusten perusteella on havaittu, että solujen energiantuotannosta huolehtivien mitokondrioiden toiminnassa tapahtuu muutoksia sekä ikääntyessä että Alzheimerin taudissa.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Tässä väitöstutkimuksessa tarkastelimme mitokondrioiden toiminnan muutoksia Alzheimerin taudissa hermosoluja tukevissa soluissa.
Väitöstutkimuksen ensimmäinen osatyö keskittyi tutkimaan mitokondrioiden liikkumiseen ja hajotukseen liittyviä muutoksia aivojen hermosolujen ja niiden tukisoluina toimivien astrosyyttien välillä. Havaitsimme, että astrosyytit, jotka olivat peräisin Alzheimerin tautia mallintavista hiiristä tai jotka oli tuotettu Alzheimerin tautia sairastavien ihmisten solunäytteistä, ottivat sisäänsä ja hajottivat merkittävästi enemmän hermosoluista peräisin olevia mitokondrioita verrattuna verrokkiastrosyytteihin. Hermosoluista peräisin olevien mitokondrioiden sisäänotto ja hajotus oli edelleen kiihtynyt astrosyyteissä, jotka olivat peräisin ikääntyneistä Alzheimerin tautia mallintavista hiiristä. Tietääksemme tämä tutkimus on ensimmäinen, jossa on osoitettu Alzheimerin tautiin liittyvän muutoksia transmitofagiassa eli solujen välisessä mitokondrioiden hajotuksessa.
Toisessa ja kolmannessa osatyössä tutkittiin Alzheimerin taudin aiheuttamia muutoksia hajuepiteelisoluviljelmissä. Tutkimuksessa verrattiin soluja henkilöiltä, joilla oli todettu Alzheimerin tauti tai lievä kognitiivinen heikentymä, ja kognitiivisesti terveiltä verrokkihenkilöiltä. Alzheimerin tautia sairastavien henkilöiden hajuepiteelisoluissa havaittiin kontrolleihin verrattuna muutoksia mitokondrioiden toiminnassa ja biometallitasapainossa sekä useita aikaisemmin Alzheimerin tautiin liitettyjä geenien ilmentämisen muutoksia.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Tämän väitöstutkimuksen tulokset luovat perustan jatkotutkimuksille solujen välisen mitokondrioiden hajotuksen muutoksista Alzheimerin taudissa, sillä aiheesta tiedetään vielä hyvin vähän. Lisäksi tulokset korostavat hajuepiteelin solujen mahdollisuuksia Alzheimerin taudin tutkimusmallina.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?
Tämä väitöstutkimus on tehty pääasiassa apulaisprofessori Katja Kannisen tutkimusryhmässä A. I. Virtanen -instituutissa Kuopiossa. Tutkimuksessa käytettiin useita erilaisia menetelmiä mukaan lukien esimerkiksi erilaiset soluviljelmät, immunohistokemialliset värjäykset, fluoresenssi- ja konfokaalimikroskopia, yksisolu-RNA-sekvensointi sekä solun metallitasojen ja mitokondrioiden toimintaa selvittävät määritykset. Kahdessa osatyössä yhteistyökumppaneinamme on toiminut muistisairauksien ja korva-, nenä- ja kurkkutautien asiantuntijoita Kuopion yliopistollisesta sairaalasta ja Itä-Suomen yliopiston Aivotutkimusyksiköstä. Lisäksi vierailin väitöstutkimukseni alussa kahden kuukauden ajan apulaisprofessori Anthony Whiten tutkimusryhmässä QIMR Berghofer-tutkimuslaitoksessa Australiassa oppimassa hajuepiteelin solujen viljelmiin liittyviä menetelmiä. Tutkimuksen toinen osatyö on osa EU:n Horisontti 2020 -ohjelman rahoittamaa ”Transport derived Ultrafines and the Brain Effects” (TUBE) -tutkimushanketta.
Haluan ilmaista kiitollisuuteni kaikille tutkimukseen osallistuneille vapaaehtoisille ja heidän läheisilleen sekä tutkimusta rahoittaneille säätiöille. Ilman heidän osallistumistaan ja tukeaan tämän tutkimuksen tekeminen ei olisi ollut mahdollista.
Filosofian maisteri Riikka Lampisen väitöskirja Mitochondrial Dysfunction in Non-Neuronal Cells in Alzheimer's Disease (Hermosoluja tukevien solujen mitokondriomuutokset Alzheimerin taudissa) tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Evandro Fei Fang Oslon yliopistosta ja Akershusin yliopistosairaalasta ja kustoksena apulaisprofessori Katja Kanninen Itä-Suomen yliopistosta.
Lisätietoja:
FM Riikka Lampinen, riikka.lampinen (a) uef.fi
