Diabetesta sairastaa maailmanlaajuisesti 460 miljoonaa ihmistä, ja Suomessa diabetesta sairastavia arvioidaan olevan yhteensä noin puoli miljoonaa. Nyt tutkijat ovat saaneet selville uutta tietoa vauvaiässä puhkeavasta diabeteksesta ja samalla myös insuliinin tuotannon mekanismeista. The Journal of Clinical Investigation -tiedelehdessä julkaistussa tuoreessa tutkimuksessa on löydetty yhteys YIPF5-geenimuutosten ja vauvaiän diabeteksen välillä.
Tutkimusyhmä koostui kansainvälisestä joukosta, johon kuului Helsingin yliopiston lisäksi Exeterin yliopiston ja Brysselin vapaan yliopiston tutkijoita. Tutkimus osoitti ensimmäistä kertaa, että YIPF5-geeni on erittäin tärkeä neuroneille ja insuliinia tuottaville beetasoluille. Tutkijat löysivät mutaatioita YIPF5-geenissä potilailla, joilla oli todettu pian syntymän jälkeen puhjennut diabetes yhdessä neurologisten poikkeavuuksien kanssa.
Tutkimuksessa yhdistettiin kantasolututkimusta ja CRISPR-geeninmuokkausteknologiaa, joiden avulla osoitettiin, että YIPF5-geenillä on tärkeä rooli solujen insuliinin tuotannossa. Tutkimuksen tulokset lisäävät ymmärrystä haiman insuliinia tuottavien solujen toiminnasta verensokerin säätelyssä.
Stressimekanismi johti insuliinia tuottavien solujen kuolemaan
Exeterin yliopiston tutkijat selvittivät tutkimusta varten lähes 190 diabetespotilaan geneettistä taustaa, jotta he saivat selville, mitkä geenit ovat tärkeitä insuliinia tuottaville soluille. Tutkimukseen osallistui henkilöitä ympäri maailmaa, ja kaikilla 190 tutkimukseen osallistuneella diabetes oli puhjennut pian syntymän jälkeen. Kuudella potilaalla oli yhteneväinen taudinkuva: diabeteksen lisäksi näillä vauvoilla oli epilepsia ja mikrokefalia eli pienipäisyys. Kaikilta kuudelta löytyi myös mutaatio YIPF5-geenissä.
Helsingin yliopiston tutkijat jatkoivat tutkimusta eteenpäin selvittämällä, miten YIPF5-geeni vaikuttaa insuliinia tuottaviin soluihin.
– Käytimme tässä kehittämäämme menetelmää, jonka avulla ihmisen kantasoluista voidaan tuottaa toimivia haimasoluja, professori Timo Otonkoski sanoo.
Tutkimuksen tulokset osoittivat, että jos ihmisellä on geneettinen muutos YIPF5-geenissä tai geeniä ei ole, insuliinia tuottavat solut eivät pysty tuottamaan insuliinia normaalisti. Sen sijaan solut aktivoivat stressimekanismin, joka johtaa lopulta solujen kuolemaan.
Nobel-palkitut “geenisakset” apuna tutkimuksessa
Kansainvälisen tutkimuksen tulokset voivat auttaa jatkossa ymmärtämään paremmin, miten diabeteksen eri tyypit kehittyvät. Tulokset voivat myös auttaa kehittämään uusia hoitoja yleisempiin diabetestyyppeihin, koska tutkimusryhmän kuvaama stressireaktio liittyy diabeteksen kehittymiseen yleisemminkin.
Professori Timo Otonkoski kertoo, että ratkaisevana tekijänä tutkimuksessa oli Nobel-palkitun CRISPR-geeninmuokkausteknologian hyödyntäminen.
– Geenisaksien avulla meidän oli mahdollista korjata potilaan mutaatio kantasoluissa ja siten pystyimme ymmärtämään mutaation vaikutuksia. Kun geenien muokkausta yhdistetään kantasolututkimukseen, voimme tutkia sairauksien mekanismeja potilaan soluissa huomattavasti aiempaa paremmin, Otonkoski kertoo.
Viite: E. De Franco, M. Lytrivi, H. Ibrahim, H. Montaser, M. N. Wakeling, F. Fantuzzi, K. Patel, C. Demarez, Y. Cai, M. Igoillo-Esteve, C. Cosentino, V. Lithovius, H. Vihinen, E. Jokitalo, T. W. Laver, M. B. Johnson, T. Sawatani, H. Shakeri, N. Pachera, B. Haliloglu, M. Nuri Ozbek, E. Unal, R. Yıldırım, T. Godbole, M. Yildiz, B. Aydin, A. Bilheu, I. Suzuki, S. E. Flanagan, P. Vanderhaeghen, V. Senée, C. Julier, P. Marchetti, D. L. Eizirik, S. Ellard, J. Saarimäki-Vire, T. Otonkoski, M. Cnop, A. T. Hattersley. YIPF5 mutations cause neonatal diabetes and microcephaly through endoplasmic reticulum stress. The Journal of Clinical Investigation, 2020. DOI: 10.1172/JCI141455
Lisätietoja:
Timo Otonkoski, professori, Helsingin yliopisto
Puh. 050 448 63 92
timo.otonkoski@helsinki.fi