Virustartunnoista kertyy kudoksiimme tietoa. Tutkijat lukevat sitä kuin historiankirjaa, jossa näkyvät niin talvisodan kuin isorokon vuodet — ja lajimme syntyhetket.

 

Tutkija Mari Toppisen matka historiaan alkoi sotavainajien tunnistamisesta kertovalla luennolla, joka käsitteli itärajan taakse aikanaan jääneitä ruumiita. Niitä on tuotu Suomeen tunnistettavaksi vuodesta 1992 alkaen.

— Aloin professori Antti Sajantilaa kuunnellessani miettiä, voisiko maastossa maanneista luista vielä löytyä parvorokkovirusta, joka on yksi ryhmämme tutkimuskohde, kertoo virusten ihmiskehoon jättämiä jälkiä tutkiva Toppinen.

— Kyseinen virus kun lisääntyy infektion aikana nimenomaan luuytimessä.

Parvorokko on yleinen, tavallisesti vaaraton sairaus, joka aiheuttaa ihon voimakasta punoitusta. Ihottuma kestää vajaan viikon verran, ja osalla potilaista on kuumetta, päänsärkyä ja yskää.

Meilahden kampuksen virologeille parvorokolla on erityinen merkitys. Juuri sitä tutkiessaan he oivalsivat, kuinka kiehtovan tietopankin ihmisessä vierailevat virukset saattavat isäntänsä kudoksiin kerryttää.

Toppinen kollegoineen lyöttäytyi yksiin oikeuslääketieteilijöiden kanssa, ja luista löytyi kuin löytyikin viruksen DNA:ta.

— Tutkimme 106 sotavainajaa. Viruksen jälkiä näkyi noin joka toisella, luita koetelleesta UV-säteilystä ja maaperän happamuudesta huolimatta.

KAUKASUKSEN YLLÄTYS

Yksi parvorokkovirukseen liittyvä avoin kysymys on, miksi se yhtäkkiä muuttui sotien jälkeen. Ihmisten oireet pysyivät kutakuinkin entisellään, mutta pinnan alla tapahtui käänne: iät ja ajat Suomea vilkkaasti kiertänyt kakkostyypin virus katosi ennen 1970-lukua, ja ykköstyypin virus otti vallan.

Useimmat sotavainajista tehdyt löydöt olivat vanhaa kakkostyyppiä, mutta melkoinen yllätyskin tuli vastaan. Kaksi vainajista oli sairastanut pohjoisessa tuiki harvinaisen tyyppi kolmosen taudin.

— Kävi ilmi, että noiden kahden suomalaiseksi luullun vainajan juuret ovat Kaukasuksella. He saattoivat siis olla puna-armeijan sotilaita, Toppinen kertoo.

Aasian ja Euroopan rajalta Karjalaan päätyneiden miesten tapaus todisti, kuinka virusjäljet voivat auttaa ihmisen vaiheiden selvittelyssä. Kakkostyypin parvorokkoviruksen katoamisen arvoitus sen sijaan odottaa vielä ratkaisua.

MUUMIOIDEN MÄÄRÄÄ!

Mari Toppinen tekee väitöstutkimustaan kliinisen virologian professori Klaus Hedmanin laboratoriossa. Kansainvälisesti tunnustetun professorin mielessä pyörivät niin ikään päällimmäisenä menneet ajat.

— Yhtäkkiä voimme esittää menneisyydelle niitä samoja kysymyksiä, joita olemme tähän asti esittäneet nykyhetkelle. Takaikkunan taakse on auennut uusi maailma.

Menneisyyden avautumisesta on kiittäminen erityisesti uutta teknologiaa: geenien monistamisen menetelmiä ja informaatioteknologiaa, datavarantoja ja laskentatehoa.

Hedmanin ja kumppanien ajatukset ovat vaeltaneet vielä toista maailmansotaa etäämmäs: Amerikan valloittajien aikaan, isorokon Eurooppaan, muinaiseen Egyptiin. Neandertalinihminenkin kiinnostaisi.

— Hämmästyimme, kun meille valkeni, kuinka paljon muumioita on olemassa. Alun perin ajattelimme, että täytyy tutkia lähinnä luita, jos tahtoo tutkia vanhoja kudosnäytteitä.

ISOROKKOJEN ESIÄITI

Viime vuonna Hedman yhteistyökumppaneineen julkaisi Current Biology -lehdessä tieteellisen artikkelin, joka muutti käsitystä isorokon syntyvaiheista. Isorokko on ollut yksi ihmiskunnan historian tuhoisimmista sairauksista, joka on arveltu ulottuneen tuhansien vuosien taakse, aina muinaiseen Egyptiin, Intiaan ja Kiinaan asti. 

Tutkimusta auttoi lapsi, liettualainen isorokon uhri. Hedmanin ryhmä ja kanadalaisen McMaster-yliopiston tutkijat selvittivät vilnalaisessa kryptassa säilyneen lapsimuumion taustaa. Se todettiin radiohiiliajoituksella noin 350-vuotiaaksi.

Silpuksi pilkkoutuneiden virusjälkien analysointi oli melkoinen molekyyliteknologinen ponnistus, mutta vaiva palkittiin.

— Onnistuimme rekonstruoimaan muumiosta esiin kaikkien isorokkojen esiäidin, siis vanhimman ikinä löydetyn isorokkoviruksen.

Professori vyöryttää kunnian saavutuksesta tutkijatohtori Maria Perdomolle, joka kantoi päävastuun isorokkoselvittelyistä. Isorokkovirusten kantamuoto on syntynyt alle 500 vuotta sitten, vuoden 1580 paikkeilla, tutkijat totesivat.

Tarinat faaraoiden hovin isorokkokauhuista eivät näin ollen pitäisikään paikkaansa, ja faarao Ramses V menehtyi kenties johonkin toiseen tautiin.

— Ehkä egyptiläiset kärsivät jostakin muusta samantapaisesta sairaudesta, Hedman arvioi.

UUSI KULTA-AIKA

Parvorokko on suhteellisen helppo tutkittava, sillä se jättää sormenjälkiä joka puolelle — ihoa, niveliä ja maksaa myöten. Monen muun viruksen merkkejä täytyy osata etsiä aivan tietystä kudoksesta, tapauskohtaisesti.

Oikeuslääketieteilijä Antti Sajantila on osoittautunut tärkeäksi kumppaniksi myös nykysairauksia tutkittaessa. Hedmanin ryhmä aikoo käydä patologien ruumiinavauspotilaita läpi eri virusten merkkejä systemaattisesti etsien.

— Miten väärässä olivatkaan ne ennustajat, jotka ajattelivat virustutkimuksen suuruudenpäivien olevan ohi, kunhan vihurirokon ja polion tapaiset sairaudet on saatu haltuun.

KUIN DINOSAURUS

Tautien maantieteellinen liike menneinä vuosisatoina kutkuttaa Klaus Hedmanin mielikuvitusta.

— Olisi hienoa päästä katsomaan, mitä sairauksia konkistadoreja edeltäneessä Amerikassa liikkui!

Veivätkö eurooppalaiset sairauksia sinne vai toivatko he päinvastoin uuden mantereen viruksia tänne? Entä vielä paljon sitä varhaisemmat ajat?

Hedman kertoo Suomesta Espanjaan muuttaneen Ville Pimenoffin mallintamalla tekemästä tutkimuksesta: sen mukaan kohdunkaulansyöpää nykyisin paljon aiheuttava papilloomavirustyyppi HPV16 on tarttunut nykyihmiseen seksin välityksellä neandertalinihmiseltä.

— Neandertalinihmistä virus ei ehkä paljonkaan haitannut, Hedman arvioi.

Arkeovirologia eli kaukaisen historian hahmotteleminen virusten kehityshistoriaa tutkimalla on Hedmanin mukaan yhtä jännittävää kuin eksoottisten fossiilien etsintä.

— Eläintieteilijät löytävät menneisyydestä dinosauruksia. Mitä me saatammekaan löytää? Jotakin sellaista, mitä ei enää ole ja mitä emme osaa edes kuvitella. 

 

Superbakteerit kuriin

Teknologian kehittäminen innostaa Klaus Hedmanin ryhmäläisiä yhtä lailla kuin virusten ihmiseen jättämien merkkien jäljittäminen. Tutkijat ovat kehittäneet sairauksien diagnosoinnin menetelmiä ja laitteita.

Entä voivatko virukset olla ihmiselle hyödyksi?

— Jokainen virustutkija haaveilee siitä, että voisi kertoa viruksien olevan ihmiselle yhtä tärkeitä kuin vaikkapa suolistobakteerit ovat. Sellaisesta ei kuitenkaan toistaiseksi ole näyttöä, Hedman kertoo.

Maailmanlaajuiseksi uhaksi kasvaneet superbakteerit kuitenkin lisäävät kiinnostusta viruksia kohtaan. Jos bakteereita ei saada kuriin antibiooteilla, hoitoon täytyy keksiä muita keinoja. Yksi tekijä on ihmisen viruskuorma — ja aivan erityisesti kantamiimme bakteereihin majoittuneet virukset eli bakteriofagit.

— Faagiterapia on osaratkaisu, kun antibioottiresistenssi pahenee. Bakteriofagit pitävät isäntiään kurissa, Hedman toteaa.

Vaipattomat virukset

Klaus Hedmanin laboratorion erityisalaa ovat pienikokoiset, ”vaipattomat” DNA-virukset. Vaipattomuus tarkoittaa sitä, että virusten proteiinikuoren ympäriltä puuttuu viruksen kotisolusta peräisin oleva kalvo.

DNA-virukset puolestaan ovat sellainen virusten ryhmä, joilla perintöaines on

DNA:ta, aivan niin kuin eliökunnassa yleensäkin. Muilla viruksilla perimä rakentuu DNA:n sijaan RNA:sta.

— Lääketieteessä riittää orpoja viruksia, joiden vaikutusta ei tunneta, ja toisaalta tauteja, joiden syyt ovat arvoitus. Me opettelemme nyt yhdessä dosentti Maria Söderlund-Venermon kanssa yhdistämään tätä ”kysyntää” ja ”tarjontaa”, professori luonnehtii.

Hiukan yli vuosikymmenen kuluessa ihmisestä onkin löydetty vaipaton DNA-virus toisensa perään, kaikkiaan parikymmentä otusta, joiden kontolla on yhtä lailla hengitystieinfektioita kuin syöpiä. 

Klaus Hedman ja Maria Söderlund-Venermo Suomen akatemian videolla:

 

Professori Klaus Hedman: Julkaisut, aktiviteetit, palkinnot.
Tutkija Mari Toppinen: Julkaisut, aktiviteetit, palkinnot
Tutkijatohtori Maria Perdomo: Julkaisut.
Tutkija Ville Pimenoff: Researchgate. Twitter: @kuivaluoto
Professori Antti Sajantila: Julkaisut, projektit, aktiviteetit.
Dosentti Maria Söderlund-Venermo: Julkaisut, aktiviteetit, palkinnot.

Artikkeli on julkaistu Yliopisto-lehden numerossa Y/06/17.

Yliopisto-lehti on kaikille tarkoitettu, monipuolinen tiedelehti Helsingin yliopistosta.
Tilaa ja rakastu tieteeseen.