Haiman beetasolujen toimintahäiriö on tärkeä tekijä diabeteksen kehittymisessä. Beetasolut ovat haiman solusaarekkeissa sijaitsevia soluja, jotka tuottavat insuliinia.
Eläin- ja solumalleilla tehty tutkimus on paljastanut, että beetasolujen toimintahäiriöiden taustalla on monia molekulaarisia mekanismeja, joiden tutkimiseen 21.9. tarkastettava väitöstutkimus tarjoaa uuden, entistä tarkemman mallin.
– Ihmisen monikykyiset kantasolut tarjoavat teoriassa rajattoman solulähteen beetasolujen tuottamiseksi. Kantasoluista voidaan erilaistaa beetasoluja, jotka edustavat haluttua genotyyppiä, ja näin mallintaa beetasolujen kehityksen ja diabeteksen kehittymisen mekanismeja, sanoo väittelijä, Diego Balboa Helsingin yliopiston lääketieteellisestä tiedekunnasta.
Perinteisesti käytetyillä eläin- ja kasvainperäisillä tutkimusmalleilla on ihmisen monikykyisiin kantasoluihin nähden huomattavia rajoituksia: esimerkiksi jyrsijöiden fysiologia eroaa huomattavasti ihmisestä ja kasvainperäiset beetasolulinjat eivät edusta luotettavasti normaalien solujen toimintaa.
Tähän mennessä paras solumalli on elinluovuttajien haimasta eristetyt Langerhansin saarekkeet. Niiden saatavuus on kuitenkin hyvin rajallinen eivätkä ne sovi moniin tutkimuskysymyksiin.
Balboan väitöstutkimuksessaan kehittämää mallia voidaan käyttää selvittämään geneettisistä syistä johtuvien diabetesmuotojen syntymekanismeja. Soluja voidaan myös siirtää immuunipuutteisiin hiiriin ja "humanisoitujen" hiirimallien avulla beetasolujen toimintaa voidaan tutkia elimistössä.
– Tutkimusta varten kehitettiin uusia menetelmiä kantasolujen erilaistamiseksi kohti kolmiulotteisia, hormoneja tuottavia soluryppäitä, jotka läheisesti muistuttavat ihmisen haimasaarekkeita, Balboa sanoo.
Hän kehitti tutkimuksessaan myös uusia CRISPR-Cas9-teknologiaan perustuvia genominmuokkausmenetelmiä, joiden avulla pystyttiin luomaan solumalleja, jotka erosivat genotyypiltään ainoastaan tutkittavan mutaation suhteen. Tätä mallia sovellettiin yhden geenin aiheuttaman vastasyntyneellä ilmenevän diabeteksen tutkimukseen.
– Tutkimusten perusteella osoitettiin, että STAT3-geenin aktivoiva mutaatio johtaa haiman kehityshäiriöön ja diabetekseen. Samanlaisia menetelmiä käyttäen osoitettiin INS-geenin mutaatioiden johtavan kehittyvien beetasolujen kasvun häiriintymiseen, mikä selittää diabeteksen syntyä pian syntymän jälkeen.
Diego Balboa Alonso väittelee 21.9.2018 kello 13 Helsingin yliopiston lääketieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Human Pluripotent Stem Cells and CRISPR-Cas9 Genome Editing to Model Diabetes" (Diabeteksen mekanismien mallintaminen ihmisen pluripotenttien kantasolujen ja genomin muokkauksen avulla). Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Biomedicum, luentosali 1, Haartmaninkatu 8, Helsinki.
Vastaväittäjänä toimiva professori Timothy Kieffer pitää luennon aiheesta "Cell Therapy for Diabetes Using Differentiated Stem Cells" 20.9.2018 klo 14.00 Haartman-instituutin luentosalissa 2 (Haartmaninkatu 3).
Väitöskirja julkaistaan sarjassa Dissertationes Scholae Doctoralis Ad Sanitatem Investigandam Universitatis Helsinkiensis. Elektroninen julkaisu ja luettavissa E-thesis -palvelussa.
Huippuyksikkö: Centre of Excellence in Stem Cell Metabolism
Väittelijän yhteystiedot:
diego.balboa@helsinki.fi, Twitter: @_diegobalboa_