Väitös

Väitös: Perinnöllistä rytmihäiriötä voidaan tutkia potilaiden kantasoluista erilaistetuilla sydänsoluilla

Tampereen yliopistossa tarkastettavan väitöskirjatutkimuksen tulokset osoittavat, että indusoiduista pluripotenteista kantasoluista, iPS-soluista, eli uudelleenohjelmoiduista kantasoluista johdetuilla sydänsoluilla voidaan tehdä tautimallinnusta ja niitä voidaan myös käyttää lääketutkimuksen alustana.

Tutkimuksessa tehtiin rytmihäiriöpotilaiden ihosoluista laboratoriossa kantasoluja, joista voitiin erilaistaa sykkiviä sydänsoluja. Näillä sydänsoluilla voitiin tutkia potilaiden rytmihäiriöitä ja testata uusia lääkehoitoja.

- Tässä työssä käytettyjen mallien tapaisten mallien avulla päästään tulevaisuudessa mahdollisesti lähemmäksi yksilöityä lääketiedettä ja hoitoa CPVT-potilaiden osalta, arvioi tutkimuksen tekijä, FM Risto-Pekka Pölönen.

CPVT eli katekoliamiiniherkkä polymorfinen kammiotakykardia on hengenvaarallinen perinnöllinen rytmihäiriösairaus. Sitä sairastaa noin yksi kymmenestätuhannesta henkilöstä. Potilailla on suurentunut äkkikuoleman riski ja joka kolmas hoitamattomista kuolee 30. ikävuoteen mennessä. Rytmihäiriöt ja äkkikuolemat aiheutuvat mutaatioista sydänsolujen sisäistä kalsiumionikanavaa, ryanodiinireseptoria koodaavassa geenissä (RYR2). Kalsium säätelee sydänlihaksen supistumista. Rytmihäiriöt ilmenevät fyysisen tai psyykkisen stressin aikana, joten potilaiden on vältettävä liikuntaa ja jännittäviä tilanteita. Tautiin ei ole olemassa optimaalista lääkehoitoa.

iPS-soluja voidaan valmistaa esimerkiksi ihon tai veren soluista ja erilaistaa eri solutyypeiksi, kuten sydänsoluiksi. Nämä iPS-soluista johdetut sydänsolut kantavat mukanaan samat geenivirheet kuin potilaat, joista solut oli alun perin otettu. Näin ollen potilaiden iPS-soluista johdetuilla sydänsoluilla voidaan tutkia heidän rytmihäiriöitään yksilöityä lääketiedettä ja lääketutkimusta varten. Tämän solumallin avulla voidaan vähentää myös eläinkokeita, joiden fysiologia ei täysin vastaa ihmisen fysiologiaa.

Väitöskirjatyössä mitattiin ja luonnehdittiin sydänsolujen sykintää, kalsiumaineenvaihduntaa sekä solukalvon sähköisiä ominaisuuksia. Lisäksi tutkittiin kahden rytmihäiriölääkkeen, beetasalpaaja karvedilolin ja natriumkanava-salpaajan flekainidin, vaikutuksia näissä soluissa. Eri CPVT-potilaista tuotettujen sydänsolujen elektrofysiologisia ominaisuuksia ja lääkevasteita verrattiin keskenään sekä normaaleihin terveestä henkilöstä tuotettuihin kontrollisoluihin.

Tutkimuksessa todettiin, että adrenaliini lisäsi rytmihäiriöitä CPVT-sydänsoluissa, toisin kuin normaaleissa kontrollisoluissa. Lääkkeet karvediloli ja flekainidi vähensivät näitä häiriöitä, mutta eivät kokonaan poistaneet niitä.

Molemmat lääkkeet hävittivät rytmihäiriöitä tehokkaimmin sydänsoluissa, jotka oli tuotettu CPVT-potilaasta, jolta puuttui RYR2-geeniä koodaava DNA-alue, eksoni 3. Tutkimuksessa huomattiin, että tämän tietyn mutaation omaavat CPVT-sydänsolut ovat myös elektrofysiologisilta ominaisuuksiltaan erilaisia muihin tutkittuihin sydänsoluihin nähden.

Pölönen on syntynyt Kuopiossa.  Hän asuu ja tekee tutkimustaan tällä hetkellä professori Katriina Aalto-Setälän johtamassa sydänryhmässä Tampereen yliopistossa.

Filosofian maisteri Risto-Pekka Pölösen lääketieteen alaan kuuluva väitöskirja Modelling arrhythmias and drug responses in CPVT patient-specific hiPSC-derived cardiomyocytes tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa perjantaina 31.5.2019 klo 12:00. Paikkana on Arvo-rakennuksen auditorio F114, Arvo Ylpön katu 34. Vastaväittäjänä toimii professori Lior Gepstein Israelin Teknillisestä instituutista (Technion). Kustoksena on professori Katriina Aalto-Setälä. Väitöstilaisuus on englanninkielinen.

Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-1077-6

TAMPEREEN YLIOPISTON TIEDOTE 16.5.2019

Kuva: Jonne Renvall