Tampereella selvitetään Fellow-apurahan avulla geneettisten riskitekijöiden merkitystä solutasolla Alzheimerin taudissa
Monien aivosairauksien taustalla vaikuttavat genomin säätelyalueiden mutaatiot, jotka ohjaavat solujen toimintaa. FT Mikael Marttisen Instrufoundation Fellow-apurahaa hyödyntävä tutkimus esittelee uuden lähestymistavan, joka selvittää geneettisten alueiden säätelemiä solutoimintoja.
Neurologiset sairaudet ovat komplekseja ja edelleen huonosti ymmärrettyjä. Vaikka viimeaikaiset tutkimukset ovat tunnistaneet geneettisiä alueita, jotka sisältävät sairauden alttiuteen vaikuttavia mutaatioita, näiden geneettisten muutosten liittäminen sairauksien mekanismeihin on edelleen merkittävä haaste.
”Tämä aukko rajoittaa ymmärrystämme tekijöistä, jotka vaikuttavat sairauksien puhkeamiseen ja etenemiseen, sekä tehokkaiden hoitomuotojen kehittämistä esimerkiksi Alzheimerin tautiin”, huomauttaa Tampereen yliopiston tutkija, FT Mikael Marttinen.
Marttisen mukaan taustalla ovat puutteelliset tiedot siitä, miten geneettiset alueet säätelevät aivosolujen toimintoja ja miten näiden prosessien häiriöt vaikuttavat sairauksiin. Hänen tutkimuksensa tuokin uuden lähestymistavan, joka selvittää kyseisten geneettisten alueiden säätelemiä solutoimintoja ja kartoittaa niiden yhteyttä ihmisaivojen patologisiin piirteisiin.
Marttisen tutkimuksessa on tarkoitus kartoittaa säätelyalueita aivosolujen solutoimintoihin ja neurologisten sairauksien patologisiin piirteisiin hyödyntäen kehitettyä yksisolu- ja spatiaalista tutkimusteknologiaa yhdistettynä syväoppimiseen perustuvaan mallinnukseen.
Tutkimushankkeessa ovat mukana Tampereelta professorit Matti Nykter ja Pasi Kallio sekä apulaisprofessori Xin Lai. Kansainvälisiä kumppaneita ovat Baselin yliopistosta Judith Zaugg ja Hebrewin yliopistosta Mor Nitzan.
Mitkä muutokset lisäävät riskiä sairastua, ja miksi?
Mikael Marttisen kiinnostus Alzheimerin taudin geneettisiin mekanismeihin heräsi jo graduvaiheessa. Siitä lähtien ura tutkijana on rakentunut luontaisen uteliaisuuden ohjaamana. "Kun tekee jotain, avautuu ovi uusiin kysymyksiin, ja seuraavat ovet odottavat taas avaamista", hän toteaa.
Marttinen väitöstyö keskittyi selvittämään, mitä muutoksia aivoissa tapahtuu, kun sinne alkaa kertyä Alzheimerin taudille ominaisia proteiinikertymiä. Häntä kiinnostaa erityisesti kartoittaa mitä muutoksia aivoissa tapahtuu taudin varhaisissa vaiheissa. "Tämä on tärkeä tieto myös lääkekehityksen näkökulmasta", hän sanoo.
Vuonna 2019 Marttinen sai Instrumentariumin Tiedesäätiöltä ensimmäisen apurahansa tutkimusaiheeseensa liittyen. Se mahdollisti kolmen vuoden post-doc -työskentelyn Saksassa arvostetussa European Molecular Biology Laboratory:ssa (EMBL). EMBL:ssä hän kehitti menetelmiä, joilla voidaan ymmärtää genomin ei-koodaavia alueita, jotka vastaavat yli 90 prosentista genomistamme ja joihin monet Alzheimerin tautiin liittyvät riskimuutokset sijoittuvat.
"Pääsin kehittämään menetelmiä, joilla geenisäätelyn mekanismeja voidaan tutkia yksisolutasolla. Tämä avasi täysin uudenlaisen mahdollisuuden ymmärtää tautia", hän kuvailee.
EMBL-kokemus tarjosi Marttiselle myös arvokkaita verkostoja ja uutta tutkimusmentaliteettia.
"Ulkomailla työskentely avasi silmäni sille, miten maailman huippututkimus toimii ja mistä huipputulokset syntyvät. Kyse ei ole pelkästään rahoituksesta, vaan kunnianhimoisista ihmisistä ja rohkeasta ajattelusta.”
Fellow-apuraha on tärkeä apu tutkimustiimin kokoamisessa
Palattuaan Tampereelle Marttinen yhdisti väitöskirjavaiheen osaamisensa ja EMBL:ssä kehittämänsä menetelmät uuteen spatiaaliseen lähestymistapaan. Nyt hän tutkii solumalleja ja kudosnäytteitä niin, että solujen toiminta, sijainti ja vuorovaikutukset voidaan kartoittaa tarkasti. "Yhdistämällä nämä lähestymistavat voimme mallintaa geneettisten riskimuutosten vaikutuksia ja liittää ne solujen spatiaaliseen kontekstiin, esimerkiksi siihen, miten ne vaikuttavat solujen toimintaan Alzheimerin tautiin liittyvien amyloidiplakkien läheisyydessä", hän taustoittaa.
Marttisen helmikuussa saama 150 000 euron Instrufoundation Fellow-apuraha edistää tutkimuksen laajentamista.
"Sen avulla saan palkattua tiimiini tutkijoita ja se mahdollistaa myös uusia kokeita, minkä ansiosta voimme jatkaa neurodegeneratiivisten sairauksien syntymekanismien tutkimista”, hän toteaa.
Marttinen korostaa, että neurodegeneratiivisten sairauksien tutkimuksessa on monia ratkaisemattomia kysymyksiä. Hänen visionsa on selvittää miten geneettiset riskitekijät lisäävät yksilön todennäköisyyttä sairastua esimerkiksi Alzheimerin tautiin. Tiedon avulla voitaisiin kehittää entistä tehokkaampia ja yksilöllisempiä hoitomuotoja.
Teksti: Tia Härkönen
Kuva: Tampereen yliopisto