Meilahdessa keksittiin keino geenin hallittuun käynnistämiseen

11.9.2015
Helsingin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet tärkeän lääketieteellisen työkalun: menetelmän, jolla solun geenien aktiivisuutta voi säädellä ilman että perimän rakennetta peukaloidaan.

Meilahdessa kehitettyä geenien aktiivisuuden säätelymenetelmää voidaan hyödyntää muun muassa kantasoluja käsiteltäessä. Kantasolututkimuksen kuumimpia kohteita ovat tällä hetkellä prosessit, joilla voidaan säädellä solujen erilaistumista.

Erilaistumisprosessi perustuu siihen, miten geenit solussa aktivoituvat ja hiljenevät, joten tutkijat etsivät keinoja geenien hallittuun ”sytyttämiseen” ja ”sammuttamiseen”. Tutkijoiden unelma on aktivoida ja hiljentää geenejä täsmällisesti haluamallaan hetkellä.

Solut kypsäksi asti

– Osaamme tuottaa erilaistuneista soluista monikykyisiä kantasoluja – niin sanottuja iPS-soluja – ja pystymme ohjaamaan näiden solujen erilaistumista haluttuun suuntaan järjestämällä niille oikeanlaiset kasvuolosuhteet. Emme kuitenkaan hallitse erilaistumisprosessia vielä riittävän hyvin, kertoo Meilahden lääketiedekampuksella työskentelevä professori Timo Otonkoski.

– Prosessi saattaa edetä moitteettomasti lähes loppuun asti, mutta sitten jokin tietty geeni ei aktivoidu oikeaan aikaan ja solu jää epäkypsäksi.

Uuden menetelmän kehittäjiä ovat tutkijat Diego Balboa ja Jere Weltner, jotka tekevät väitöstutkimustaan Otonkosken laboratoriossa. Tutkimus julkaistiin Stem Cell Reports -tiedelehdessä, joka kuuluu kantasolututkimuksen alan johtaviin julkaisuihin.

Antibiootti aktivoi

Aiempi, niin sanottu CRISPR-teknologia on tehnyt mahdolliseksi muokata geenejä leikkaamalla DNA:ta tietyistä kohdista. Näin on voitu esimerkiksi poistaa solusta virheellisesti toimiva geeni tai viedä sinne halutulla tapaa toimiva siirtogeeni.

Otonkosken laboratoriossa nyt kehitetty menetelmä antaa mahdollisuuden säädellä yksittäisen geenin toimintaa halutulla tavalla ilman että genomia muutetaan. Menetelmässä hyödynnetään CRISPR-teknologiaa, mutta säätely tapahtuu lääkeaineiden välityksellä.

Geeni viritetään lääkkeelle vastaanottavaiseksi viemällä soluun geenin säätelyalueelle sitoutuvia RNA-pätkiä sekä aktivoiva proteiini, joka sitoutuu näihin RNA-molekyyleihin. Tämä ei kuitenkaan vielä vaikuta geenin toimintaan, vaan se aktivoituu vasta kun soluun saaatetaan kolmas peluri: aktivaattoria säätelevää lääkeainetta.

Menetelmän kehittämisessä käytettiin ihmissoluja, ja geenin aktivoimisessa käytettiin kahta tavanomaista antibioottia, doksisykliiniä ja trimetopriimiä.

– Lääkkeiden avulla pystyimme säätelemään täsmällisesti useiden geenien toimintaa. Menetelmä toimi kaikilla testaamillamme kantasoluilla, Otonkoski kertoo.

Erittäin tärkeä uusi työkalu

Tällä hetkellä menetelmää käytetään kokeellisissa malleissa. Hoidollisista sovelluksista on liian aikaista puhua.

– Perusperiaate on kuitenkin nyt kehitetty ja menetelmä osoitettu toimivaksi. Uskon että siitä voi tulla erittäin tärkeä tutkimuksen työkalu.

Otonkosken laboratoriossa menetelmää sovelletaan juuri kantasolujen erilaistumisen säätelyyn, mutta sillä on paljon muitakin soveltamismahdollisuuksia esimerkiksi syöpäbiologiassa.

Lue lisää aiheesta: Terveys