Syöpätutkimuksen uusia edistyneitä menetelmiä esiteltiin Itä-Suomen yliopiston Kuopion kampuksella järjestetyssä syöpätutkimuksen kesäkoulussa 20.–21. elokuuta. Tutkijoille suunnattu tapahtuma tarjosi näkökulmia eläinmalleista ja potilasperäisistä tautimalleista aina yksisolu- ja spatiaalisiin teknologioihin, laskennallisiin menetelmiin sekä biopankkien rooliin translationaalisessa tutkimuksessa.Syöpätutkimuksen kesäkouluun kokoontui yli sata tutkijanuran eri vaiheissa olevaa tutkijaa eri puolilta Suomea. Tapahtuman järjestivät Itä-Suomen yliopiston Monitieteellinen syöpätutkimusyhteisö (Cancer RC) ja Itä-Suomen biopankki.
– Yhteisömme ensimmäinen kesäkoulu vuonna 2019 keskittyi syöpätutkimuksen menetelmiin, ja nyt oli luonteva hetki palata aiheeseen päivitetyllä otteella. Tutkimuksen kentällä on tapahtunut paljon: potilasperäisen materiaalin hyödyntäminen, multiomiikka- ja erityisesti spatiaaliset omiikka-analyysit sekä niiden laskennallinen käsittely ovat nousseet keskeisiksi työkaluiksi, joiden hallitseminen on nykypäivän syöpätutkijalle välttämätöntä, järjestelytoimikunnan puheenjohtaja Anna-Liisa Levonen-Harju toteaa.
Potilasperäisistä syöpämalleista lähtökohtia hoitoon
Potilailta saadut näytteet voivat auttaa tutkijoita kehittämään tehokkaampia hoitoja esimerkiksi pahanlaatuiseen glioomaan. Glioomat ovat monimuotoinen joukko aivokasvaimia. Niistä huonoennusteisin on glioblastooma, johon ei toistaiseksi ole tehokasta, parantavaa hoitoa.
– Käytämme tutkimuksissamme potilasnäytemateriaalia, jonka keräämme tuoreena pahanlaatuista glioomaa sairastavilta potilaita, kertoi yliopistotutkija Minna Niittykoski Itä-Suomen yliopistosta.
Näytteistä kehitettävillä glioomamalleilla voidaan tutkia monipuolisesti kasvainten ominaisuuksia ja niihin soveltuvia hoitomuotoja. Niittykoski on tähän mennessä kehittänyt yli 40 ainutlaatuista potilasperäistä glioomasoluviljelmää. Potilaiden kasvainsoluista kasvatetaan muun muassa kolmiulotteisia organoideja syövän tutkimukseen.
Niittykoski on tutkinut glioomamalleissa esimerkiksi geeniterapiassa käytettäviä virusvektoreita, joilla hoitogeeni kuljetetaan kasvaimeen. – Tällä hetkellä painopisteemme on biomarkkerien ja antigeenien tutkimuksessa, jotta glioblastoomaan voitaisiin kehittää uusia immunoterapeuttisia hoitoja.
Yliopistotutkija Yafei Wang Helsingin yliopistosta avasi esityksessään munasarjasyövän potilasperäisten organoidien kasvatusta ja hyödyntämistä tutkimuksessa. Yliopistotutkija Caroline Heckman Helsingin yliopistosta kertoi, miten potilasperäisiä malleja voidaan käyttää lääkeresistenssin ennustamiseen erityisesti verisyövissä. Juha Rantala Misvik Biology Oy:stä valotti potilasperäisten kasvainmallien hyödyntämistä lääkekehityksessä.
Syövän eläinmalleihin keskittyneessä sessiossa vanhempi tutkija Arafath Kaja Najumudeen Helsingin yliopistosta esitteli, miten geneettisesti muokatuilla hiirimalleilla voidaan tutkia muun muassa paksu- ja peräsuolensyövän kehittymistä edistäviä aineenvaihdunnan muutoksia.
Ihmisen syöpäsoluja voidaan tutkia myös siirtämällä niitä koe-eläimiin. Tällaisia siirteitä kututaan ksenografteiksi. Apulaisprofessori Ahmed Al-Samadi ja tutkijatohtori Henriikka Hakomäki Itä-Suomen yliopistosta kertoivat seeprakalamallien käytöstä syöpätutkimuksessa. Jussi Rytkönen IQVIA Laboratories Finland Oy:stä kertoi, miten ksenograftimalleja ja translationaalista kuvantamista voidaan hyödyntää erityisesti lääketutkimuksessa.
Entistä tarkempaa syövän analytiikkaa
Nykyisillä yksisolu- ja spatiaaliteknologioilla voidaan tunnistaa kasvaimesta esimerkiksi eri tavoin mutatoituneet solut ja niiden vuorovaikutukset. Professori Minna Kaikkonen-Määttä esitteli Itä-Suomen yliopiston Yksisolugenomiikan keskuksen tarjoamia spatiaalisen transkriptomiikan ja yksisolugenomiikan menetelmiä ja niiden hyödyntämistä syöpätutkimuksessa.
Apulaisprofessori Anna Vähärautio Helsingin yliopistosta kertoi, miten syöpäsolujen lääkeaineresistenssiä voidaan tutkia samasta solusta jakautuneilla sisarsoluilla, joista vain toinen käsitellään lääkkeellä. Hoidosta selvinneen solun sisarsolusta voidaan selvittää resistenssin syitä.
Yliopistotutkija Mikko Gynther tarkasteli kvantitatiivisen proteomiikan hyödyntämistä lääke- ja syöpätutkimuksessa sekä proteomiikan viimeisimpiä kehitysaskelia. Proteomiikan keinoin voidaan jäljittää syöpään liittyviä, esimerkiksi lääkekohteeksi sopivia proteiineja. Haasteena syövän proteomiikkatutkimukselle ja lääkekehitykselle on kuitenkin syövän heterogeenisyys. Syövät ovat yksilöllisiä ja samassa kasvaimessa voi olla eri tavoin muuntuneita soluja.
– Viimeaikainen nopea kehitys yksisoluproteomiikassa mahdollistaa syöpäkudosten tarkemman analyysin, mikä auttaa tunnistamaan lääkeainekohteita, selvittämään vaikutusmekanismeja, löytämään biomarkkereita sekä erittelemään resistenssimekanismeja proteiinitasolla.
– Optimaalisesti kvantitatiivista proteomiikkaa tulisi yhdistää transkriptomiikkaan, potilasdataan ja toiminnallisiin kokeisiin, jotta saataisiin käytännössä hyödynnettäviä oivalluksia syöpä- ja lääketutkimuksessa.
Tekoälyä riskinarviointiin ja täsmähoitoihin
Laskennallisen systeemilääketieteen tutkimusryhmän johtaja Tero Aittokallio Helsingin yliopistosta kertoi, miten ryhmän tutkimuksissa räätälöidään leukemiapotilaille yhdistelmähoitoja koneoppimisen ja yksisoluprofiloinnin avulla. – Potilas- ja syöpäspesifiset hoitosuositukset tarjoavat kaivattuja hoitovaihtoehtoja lääkäreille ja potilaille, joiden syöpä on uusiutunut ja joilla ei ole muita hoitovaihtoehtoja.
Apulaisprofessori Mariike Kuijjer Helsingin yliopistosta ja Oslon yliopistosta kertoi, miten potilaista eri menetelmin saatavaa multiomiikkadataa voidaan analysoida ja yhdistää täsmälääketieteen tarpeisiin. Professori Vittorio Fortino Itä-Suomen yliopistosta käsitteli tekoälyn hyödyntämistä potilaiden tarkemmassa tyypittelyssä ja täsmälääkehoitojen valinnassa.
Professori Juha Väyrynen Oulun yliopistosta valotti multiplex-immunofluoresenssimenetelmän käyttöä syövän immunologian tutkimuksessa. Tutkijatohtori Raju Gudhe Itä-Suomen yliopistosta kertoi, miten biopankkiaineisto palvelee luotettavien tekoälymenetelmien kehittämistä rintasyövän riskinarviointiin. Tutkimus -ja palvelujohtaja Johanna Mäkelä Suomen Biopankeista (FINBB) esitteli biopankkien ja yritysten yhteistyömahdollisuuksia syöväntutkimuksessa, ja Visiopharmin edustajat Sahar Ardabili ja Niklas Petersen esittelivät etäyhteydellä Visiopharm-alustaa kudoskuvien kvantitatiiviseen analyysiin.
Kesäkoulun päätöspäivän abstraktiesityksissä Joonas Vornanen CSC:ltä kertoi Chipster-työkalusta, joka tarjoaa analyysimenetelmiä yksisolutekniikoihin myös ilman ohjelmointitaustaa työskenteleville tutkijoille. Jyväskylän yliopiston väitöskirjatutkija Maiju Saari puolestaan tutkii syöpään liittyvien fibroblastien (CAF) roolia paksu- ja peräsuolensyövässä. CAF-solut ovat kasvainta ympäröivän kudoksen runsaslukuinen ja monimuotoinen solutyyppi, joilla voi olla yhteys syövän ennusteeseen. Saaren esittelemässä tutkimuksessa tarkasteltiin CAFien yhteyttä immuunisoluihin sekä eri biomarkkereiden ilmentymistä niissä.
