Verestä mitattavat mikroRNA:t voisivat hyödyttää aivovamman diagnostiikkaa.
FM Mette Heiskanen väitteli kesäkuussa tohtoriksi Itä-Suomen yliopistosta aiheenaan verestä mitattavat mikroRNA:t aivovammojen diagnostiikassa. RNA eli ribonukleiinihappo on molekyyli, jota esiintyy kaikissa elävissä organismeissa.
Väitöskirjatutkimuksen tavoitteena oli tunnistaa verenkierrosta molekulaarisia biomarkkereita, joiden avulla voitaisiin arvioida traumaattisen aivovamman vakavuutta ja ennustaa epilepsian kehittymistä aivovamman jälkeen.
Molekulaarinen lääketiede tutkii sairauksien syntymekanismeja molekyylitasolla, ja saatua tietoa voidaan soveltaa sairauksien diagnosoinnissa, ehkäisyssä ja hoidossa. Biomarkkerilla tarkoitetaan ominaisuutta tai muutosta, jolla voidaan tarkastella terveydentilaa.
Traumaattisia aivovammoja on arvioitu tapahtuvan maailmanlaajuisesti noin 60–70 miljoonaa joka vuosi. Aivovamman saaneilla potilailla on kohonnut riski sairastua posttraumaattiseen eli vamman jälkeen puhjenneeseen epilepsiaan (PTE). Mitä vakavampi vamma, sitä suurempi on riski sen kehittymiselle. Suurin osa aivovammoista on lieviä, mutta vamman jälkeinen epilepsia voi kehittyä myös lievän aivovamman jälkeen. Epilepsian kehittymiseen johtavan prosessin eli epileptogeneesin estämiseksi ei tällä hetkellä ole olemassa hoitokeinoja. Hoitokeinojen kehittämistä voitaisiin tehostaa löytämällä biomarkkereita, joiden avulla voitaisiin tunnistaa potilaat, joilla on kohonnut riski PTE:n kehittymiselle.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Tutkimme aivovamman aiheuttamia muutoksia veriplasman mikroRNA-profiilissa eläinmallissa. Hypoteesimme oli, että aivovamma aiheuttaa muutoksia aivojen soluista vapautuvien, verenkiertoon päätyvien mikroRNA:iden profiilissa, ja näiden muutosten avulla voitaisiin arvioida aivovaurion vakavuutta ja ennustaa epilepsian kehittymistä. Tunnistimme rotan plasmanäytteistä useita mikroRNA:ita, joiden tasot olivat akuutisti kohonneet tai laskeneet aivovamman saaneissa rotissa verrokkiryhmään verrattuna. Monet näistä mikroRNA:ista ilmentyvät erityisesti aivojen hermosoluissa.
Valitsimme seitsemän mikroRNA:ta jatkotutkimukseen. MikroRNA:iden kohonneet pitoisuudet plasmassa erottivat vakavan aivovamman saaneet rotat verrokkiryhmistä, ja korkeammat mikroRNA-tasot korreloivat laajemman aivokuoren vaurion kanssa. Lisäksi kuusi seitsemästä tutkitusta mikroRNA:sta vaikuttivat lupaavilta biomarkkereilta lievän aivovamman tunnistamiseen, sillä ne erottivat kirurgisen verrokkiryhmän toisesta verrokkiryhmästä, jolle ei tehty toimenpiteitä. Tutkimuksessamme 25 % aivovamman saaneista rotista sairastui epilepsiaan puolen vuoden seurantajakson aikana, mutta tutkitut plasman mikroRNA:t eivät ennustaneet epilepsian kehittymistä.
MikroRNA:iden lisäksi tutkimme erään hermosolujen rakenneproteiinin, neurofilamentin kevytketjun (neurofilament light chain, NF-L) pitoisuuksia rotan veriplasmassa aivovamman jälkeen. NF-L on tunnettu biomarkkeri hermosolujen aksonivauriolle, mutta aikaisemmin ei ole tutkittu, voisivatko NF-L:n pitoisuudet verenkierrossa ennustaa epilepsian kehittymistä. Havaitsimme, että akuutisti aivovamman jälkeen kohonneet plasman NF-L-pitoisuudet korreloivat laajemman aivokuoren vaurion kanssa, mutta ne eivät ennustaneet liikkumiskyvy toipumista, kognitiivisia häiriöitä tai epilepsian kehittymistä.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Vaikka emme löytäneet biomarkkereita posttraumaattisen epilepsian kehittymiselle, tutkimamme mikroRNA:t voivat olla hyödyllisiä aivovamman diagnostiikassa. Suurin osa tunnistamistamme aivovamman mikroRNA-biomarkkereista ilmentyy myös ihmisissä, joten niitä voidaan mahdollisesti hyödyntää erityisesti lievän aivovamman tunnistamisessa. MikroRNA:ita voitaisiin mahdollisesti myös hyödyntää aivovamman vakavuuden ja ennusteen arvioinnissa. Ensin täytyy kuitenkin tutkia, pystytäänkö tulokset vahvistamaan potilasnäytteillä.
Teksti: Mette Heiskanen
Kuva: Itä-Suomen yliopisto