Tietämys enterovirusten immuunivasteista varhaislapsuudessa vahvistaa virustautien tutkimusta
Enterovirukset ovat joukko pieniä, vaipattomia RNA-viruksia, jotka aiheuttavat laajaa oire- ja tautikirjoa flunssasta ja enterorokosta aina sydänkalvon tulehduksiin ja polioon. Enterovirusinfektiot on yhdistetty myös tyypin 1 diabeteksen kehittymiseen sekä astman ja tiettyjen allergioiden pahentumiseen.
Yleisyydestään huolimatta enteroviruksille ei ole polion ja EV-A71:n lisäksi kaupallisesti saatavilla rokotteita ja niiden diagnosoiminen rajoittuu lähinnä virusgenomin osoittamiseen. Virusgenomi on kuitenkin havaittavissa vain lyhyen hetken, kun taas infektion synnyttämä immuunivaste säilyy pidempään.
Väitöskirjatutkija Niila Jouppila kollegoineen on tutkinut kaikkiin ihmisiä sairastuttaviin enteroviruslajeihin (enterovirukset A-D sekä rinovirukset A-C) kohdistuvia immuunivasteita. Tutkimus mittasi vasta-aineiden esiintymistä hyödyntäen multiplex-teknologiaa ja alle kolmevuotiaiden lasten seeruminäytteitä.
Tutkimuksessa havaittiin, että syntymästä puolen vuoden ikään enteroviruksen aiheuttamat vasta-ainetasot laskivat oletettavasti äidiltä lapselle siirtyneiden vasta-aineiden vähetessä, minkä jälkeen vasteet alkoivat nousta lasten oman immuunijärjestelmän kehittyessä.
Tutkimukseen valittiin DIABIMMUNE-kohortista 58 lasta, joilta oli kerätty säännöllisesti tutkimuskäyttöön muun muassa seerumi- ja ulostenäyteitä ensimmäisen kolmen elinvuoden ajalta. Kaikkien lasten näytesarjoista oli aiemmissa tutkimuksissa löydetty ulosteesta tai nenäpyyhkäisynäytteestä tunnettujen enterovirusten geneettistä materiaalia.
Monimittausteknologia tuo esiin jopa satoja biomarkkereita näytepisarasta
Tutkimuksessa käytettiin rekombinanttisia, bakteereissa tuotettuja viruksen proteiineja. Tutkijat havaitsivat, että eri enteroviruslajien VP1-proteiinivasteiden välillä oli huomattavaa ristiinreagoivuutta, mutta yksilötasolle mentäessä ne olivat erottelevampia. Ei-rakenteellisia enteroviruksen 2A ja 3C -proteaaseja tunnistavat vasta-aineet puolestaan vaikuttivat reagoivan kaikkiin enterovirusinfektioihin lajista riippumatta.
– Tutkimustuloksemme ovat mielenkiintoisia, sillä niissä on kartoitettu tiettyjen enterovirustyyppien välisiä ristiinreagoivuuksia. Tieto voi auttaa tarkemman vasta-ainepohjaisen diagnostiikan kehittämisessä, ja sitä kautta tautiyhteyksien tutkimiseen kohorttiaineistoista, väitöskirjatutkija Niila Jouppila sanoo.
Jouppilan mukaan tutkimustulokset alleviivaavat haasteita, joita liittyy lasten vielä kehittyvän immuunijärjestelmän vasteiden käyttöön diagnostiikassa populaatiotasolla, ja hän korostaa lisätutkimuksen tarvetta.
Professori Vesa Hytönen korostaa tutkimuksessa käytetyn multiplex-teknologian hyötyjä diagnostiikan kehityksessä.
– Nyt käytetyllä multiplex-teknologialla on mahdollista tutkia kymmentä eri antigeenivastetta samassa kuoppalevyn kaivossa. Käyttäjä voi itse vaihtaa antigeenit tai muuttaa niiden määriä, toisin kuin monissa muissa menetelmissä, joissa antigeenit tulostetaan kaivon pohjalle.
Professori Heikki Hyöty näkee monimittausteknologioiden vahvuutena mahdollisuuden tutkia kymmeniä tai jopa satoja biomarkkereita pienestä näytteestä, kuten veripisarasta. Teknologiaa tarvitaan erityisesti suurissa kansainvälisissä tutkimuksissa, joissa tutkitaan mikrobi-tauti -yhteyksiä. Niissä hyödynnetään laajoja tuhansista lapsista etukäteen kerättyjä seerumiaineistoja, joissa näytemäärät ovat pieniä.
Tutkimuksen yhteydessä syntynyttä osaamista ja antigeenejä on tarkoitus hyödyntää jatkotutkimuksissa. Tutkimuksessa käytettyjen antigeenien tuottoon sopivat plasmidit tulevat saataville Addgene palveluun. Antigeenejä on mahdollista hankkia valmiiksi tuotettuina Tampereen yliopiston Protein Services -palvelun kautta. Tutkimuksessa käytetty Meso Scale Diagnostics U-PLEX -teknologia on kaupallisesti saatavissa.
Tutkimustulokset julkaistiin American Society for Microbiology’n Microbiology Spectrum -tiedelehdessä.
Jouppila viimeistelee enterovirusten serodiagnostiikkaa käsittelevää väitöskirjaansa Tampereen yliopistossa lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa professori Vesa Hytösen ja dosentti Olli Laitisen ohjauksessa. Väitöskirjan osatöiden yhteydessä on tehty paljon yhteistyötä useiden koti- ja ulkomaisten yliopistojen ja laboratorioiden kanssa (mm. Helsingin yliopisto ja Karoliininen instituutti).
Tutkimusartikkeli
Assessment of Enterovirus Antibodies during Early Childhood Using a Multiplex Immunoassay. N. V. V. Jouppila, J. Lehtonen, E. Seppälä, L. Puustinen, S. Oikarinen, O. H. Laitinen, M. Knip, H. Hyöty, V. P. Hytönen. Microbiology Spectrum, https://doi.org/10.1128/spectrum.05352-22
Lisätietoa:
Väitöskirjatutkija Niila Jouppila, 044 279 1652, niila.jouppila [at] tuni.fi
Professori Vesa Hytönen, 0401901517, vesa.hytonen [at] tuni.fi
