Tiedote

Suomalaislöytö tuo uutta tietoa silmän toiminnasta ja verkkokalvon sairauksien syntymekanismeista

Kuvateksti: Silmänpohjan epiteelisolukkoa. Kuvassa keskellä on epiteelisolu, jonka pinnan nukkalisäkkeet (kullanvärinen), natrium-ionikanavat (valkoinen) ja verkkokalvon aistinsolujen osat (sininen) on leimattu fluoresoiviksi ja kuvattu korkean resoluution konfokaalimikroskoopilla. Kuvan koko 38 x 38 mikrometriä eli millimetrin tuhannesosaa. Kuva: Julia Johansson ja Teemu Ihalainen/Tampereen yliopisto.
Silmänpohjan epiteelisolukkoa. Kuvassa keskellä on epiteelisolu, jonka pinnan nukkalisäkkeet (kullanvärinen), natrium-ionikanavat (valkoinen) ja verkkokalvon aistinsolujen osat (sininen) on leimattu fluoresoiviksi ja kuvattu korkean resoluution konfokaalimikroskoopilla. Kuvan koko 38 x 38 mikrometriä eli millimetrin tuhannesosaa.
Suomalaiset tutkijat ovat löytäneet silmän verkkokalvon epiteelikudoksesta kanavaproteiineja, joiden on ajateltu kuuluvan vain sähköisesti aktiivisin kudoksiin, kuten hermo- ja sydänkudoksiin. Tampereen yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa havaittiin, että nämä jänniteherkät natrium-ionikanavat osallistuvat epiteelikudoksessa prosessiin, joka vastaa viereisen hermokudoksen eli verkkokalvon aistinsolujen uusiutumisesta. Tutkimustulokset ovat erittäin merkittäviä sekä perustutkimuksen näkökulmasta että silmän ja erityisesti parantumattomien verkkokalvon sairauksien kannalta, sillä useiden sairauksien syntymekanismeja ymmärretään vielä puutteellisesti.

Suomalaiset tutkijat ovat löytäneet silmän verkkokalvon epiteelikudoksesta kanavaproteiineja, joiden on ajateltu kuuluvan vain sähköisesti aktiivisin kudoksiin, kuten hermo- ja sydänkudoksiin. Tampereen yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa havaittiin, että nämä jänniteherkät natrium-ionikanavat osallistuvat epiteelikudoksessa prosessiin, joka vastaa viereisen hermokudoksen eli verkkokalvon aistinsolujen uusiutumisesta. Tutkimustulokset ovat erittäin merkittäviä sekä perustutkimuksen näkökulmasta että silmän ja erityisesti parantumattomien verkkokalvon sairauksien kannalta, sillä useiden sairauksien syntymekanismeja ymmärretään vielä puutteellisesti.

- Tutkimusprojektissa löydettiin silmän verkkokalvolle kriittisen tärkeästä epiteelikudoksesta proteiineja, joiden toiminta on välttämätöntä hermokudokselle, mutta joiden esiintyvyyttä tai toimintaa epiteelikudoksessa ei ole aiemmin raportoitu, kertoo akatemiatutkija Soile Nymark Tampereen yliopistosta.

- Nämä proteiinit, jänniteherkät natrium-ionikanavat, toimivat yleisesti hermosolujen sähköisen signaloinnin synnyttäjinä, Nymark toteaa.

- Siksi onkin jännittävää ajatella, mitä kaikkea ne voivat tehdä epiteelikudoksessa, jonka on perinteisesti ajateltu olevan sähköisesti passiivinen, Nymark jatkaa.

Verkkokalvon aistinsolujen uusiutuminen on välttämätöntä näköaistille ja se vaatii tarkkaan ohjatun ja monivaiheisen solusyönti-prosessin toimimista viereisessä epiteelikudoksessa. Tässä prosessissa osa verkkokalvon aistinsolusta irtoaa ja viereinen epiteelikudos sulkee sen sisäänsä. Tämän jälkeen epiteelikudos hallitusti hajottaa nämä irronneet aistinsolujen osat ja siten ylläpitää verkkokalvon normaalia toimintaa.

Nyt tehty havainto paljastaa, miten solujen sähköisestä signaloinnista vastaavat kanavaproteiinit vaikuttavat solusyöntiprosessiin. Tämä prosessi on häiriintynyt monissa verkkokalvon rappeumataudeissa, tärkeimpänä esimerkkinä verkkokalvon ikärappeuma (age-related macular degeneration, AMD). Tamperelaisten johtaman tutkimuksen myötä tämän sairauden syntymekanismeja voidaan tarkastella uudessa valossa, mikä luo mahdollisuuksia parantavien hoitojen kehittämiseen.

Epiteelikudosten toiminnan ymmärtäminen perustuu vahvasti solubiologiseen tutkimukseen. Tutkijat ottivat silmän epiteelikudoksen tutkimiseksi käyttöön tekniikoita, joilla selvitetään hermosolujen sähköistä viestintää.

- Tämä näkökulma mahdollisti nyt tehdyn uuden havainnon ja toi esiin sen, että sähköisten ilmiöiden ja niiden taustalla olevien ionikanavien suurta roolia epiteelikudosten toiminnassa ei ehkä vielä ole täysin tiedostettu, Nymark huomauttaa.

Monitieteisen projektin jatkossa keskitytään erityisesti nyt löydettyjen kanavien rooliin epiteelisolujen välisessä viestinnässä.

Tutkimustulokset on julkaistu arvostetussa brittiläisessä BMC Biology -tiedelehdessä.

Julia K Johansson; Viivi I Karema-Jokinen; Satu Hakanen; Antti Jylhä; Hannu Uusitalo; Maija Vihinen-Ranta; Heli Skottman; Teemu O Ihalainen; Soile Nymark. Sodium channels enable fast electrical signaling and regulate phagocytosis in the retinal pigment epithelium.  BMC Biology BMCB-D-19-00269

Lisätietoja:
Akatemiatutkija, dosentti Soile Nymark, 040 849 0009, soile.nymark@tuni.fi
Lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunta
www.tut.fi/nymark-lab

TAMPEREEN YLIOPISTON TIEDOTE 14.8.2019

Kuva: Julia Johansson ja Teemu Ihalainen, Tampereen yliopisto