Tutkimus osoitti autofagian, eli solun ”itsesyönnin” kliinisen merkityksen ihmisessä

30.6.2021
Kansainvälinen tutkimus on tunnistanut ainutlaatuisen ihmisryhmän, jonka elimistöstä puuttuu autofagiana tunnettu tärkeä solutason prosessi. Newcastlen yliopiston johtamaan tutkimukseen osallistui useita kansainvälisiä tutkimusryhmiä, muun muassa Helsingin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan tutkijoita.

Monien ihmiskehon solujen, kuten aivosolujen, on säilyttävä toimintakykyisinä koko ihmisen elämän ajan. Soluillemme onkin kehittynyt keinoja, joilla ne voivat suojautua elinkaarensa aikana vaurioilta, joita muun muassa sairaudet aiheuttavat.

Yksi näistä keinoista on autofagia, joka tarkoittaa kirjaimellisesti itsensä syömistä. Autofagiassa solut tuhoavat vanhentuneita, haitallisia ja vaurioituneita solunosiaan. Soluaineksen hajottaminen on myös tärkeä kierrätysprosessi, joka tuottaa solujen ja kudosten kunnon ylläpitämiseen tarvittavia rakennusaineita.

Tuoreessa, New England Journal of Medicine -tiedelehdessä julkaistussa tutkimuksessa tutkijat ovat löytäneet ainutlaatuisen joukon potilaita, jotka kantavat mutaatioita eräässä autofagian kannalta oleellisessa geenissä. Tämän geenin toiminnan häiriöt aiheuttavat näille potilaille erityisen neurologisen sairauden.

Kansainvälistä tutkimusta johti professori Rob Taylor Newcastlen yliopistosta. Myös lääketieteellisen tiedekunnan tutkijat Helsingin yliopistosta osallistuivat tutkimukseen.

Geenivirhettä kantavia perheitä löydettiin Isosta-Britanniasta, Ranskasta, Sveitsistä, Saksasta ja Saudi-Arabiasta. Tutkimus osoitti, että puutteellisesta autofagiasta huolimatta potilaat kykenivät selviytymään aikuisikään asti.

Yksityiskohtainen potilassolujen analyysi paljasti potilaiden mutaatioiden heikentävän autofagiaa säätelevän ATG7-proteiinin toimintaa. Jatkotutkimukset erilaisilla solumalleilla vahvistivat tämän mekanismin johtavan vakavaan autofagian häiriöön. Koska aiempien tutkimusten perusteella ATG7-proteiinin inaktivaation tiedettiin hiirillä johtavan sikiöaikaiseen kuolemaan, tällaisia mutaatiota kantavia potilaita ei odotettu löytyvän elävänä syntyneiden ihmisten joukosta.

Tutkimuksen ratkaisevat kokeet tehtiin Helsingin yliopistossa

Helsingin yliopiston apulaisprofessori Tom McWilliams on yksi tutkimusartikkelin kirjoittajista. Hänen tutkimusryhmänsä keskittyy autofagian ja aineenvaihdunnan tutkimiseen. Tähän tutkimukseen McWilliamsin ryhmä ammensi erityisosaamistaan potilassolujen molekulaarisessa profiloinnissa.

– Tutkimuslöydös oli yllätys, joka vahvistaa lopullisesti autofagian kliinisen merkityksen ihmisen hermostorappeumataudeissa. Autofagian merkitys hiiren hermostossa on tunnettu jo pitkään, mutta ihmistä koskevien vaikutusten selvittäminen on merkittävä askel kohti rappeumatautien selättämistä. Lisäksi tulokset korostavat kartoittavan tutkimuksen merkitystä lääketieteellisessä tutkimuksessa, McWilliams sanoo.

Yksi artikkelin pääkirjoittajista on Jack Collier, joka valmistui vastikään tohtoriksi Newcastlen yliopistosta professori Robert Taylorin tutkimusryhmästä. Nykyään hän työskentelee tutkijatohtorina McGill-yliopistossa. Collier työskenteli McWilliamsin tutkimusryhmässä Helsingissä arvostetun EMBO-apurahan turvin.

Helsingin yliopiston tutkijatohtori Fumi Suomi teki tutkimuksessa ratkaisevia kokeita, joilla tutkijat osoittivat autofagiaprosessin heikentyneen toiminnan. Tutkijat aikovat jatkaa menestyksekästä yhteistyötään, jotta saadaan selville, mikä autofagian merkitys on ihmisen hyvinvointiin ja sairauksiin.

 

Alkuperäinen artikkeli:
Developmental Consequences of Defective ATG7-mediated Autophagy in Humans. Collier JJ, Guissart C, Olahova M, Sasorith S, Piron-Prunier F, Suomi F, Zhang D, Martinez-Lopez N, Leboucq N, Bahr A, Azzarello-Burri S, Reich S, Schols L, Polvikoski TM, Meyer P, Larrieu L, Schaefer AM, Alsaif HS, Alyamani S, Zuchner S, Barbosa IA, Deshpande C, Pyle A, Rauch A,Synofzik M, Alkuraya FS, Rivier F, Ryten M, McFarland R, Delahodde A, McWilliams TG, Koenig M, Taylor RW (2021). New England Journal of Medicine. DOI: 10.1056/NEJMoa1915722  

 

Tutkimusryhmien verkkosivut:

Helsinki:
https://helsinki.fi/mcwilliams

Newcastle:
https://www.newcastle-mitochondria.com/jack-collier/
https://www.newcastle-mitochondria.com/prof-robert-taylor/