Virheet solujen viestinnässä altistavat tyypin 2 diabetekselle
Pirita Salomaa
Annika Rauhala
Tyypin 2 diabeteksen hoitoon tarkoitetut suolistohormonin kaltaiset valmisteet, kuten semaglutidi ja liraglutidi, ovat osoittautuneet tehokkaiksi myös lihavuuden hoidossa ja valtimosairauksien ehkäisyssä. Professori Vesa Olkkonen selvittää nyt tutkimuksessaan, miten nämä lääkeaineet vaikuttavat rasvakudoksen ja verisuonien sisäpinnalla olevien endoteelisolujen väliseen viestintään. Tutkimus voi esimerkiksi nopeuttaa insuliiniresistenssiin kohdennettavien lääkehoitojen kehitystä.
Tapaamme professori Vesa Olkkosen ja hänen tutkimusryhmässään työskentelevän väitöskirjatutkijan Vaishali Chaurasiyan Lääketieteellisessä tutkimuslaitoksessa Minervassa Helsingin Meilahdessa. Olkkosen johtamassa laitoksessa tutkitaan tyypin 2 diabetesta ja rasvamaksaa sekä valtimo- ja munuaissairauksia.
Olkkonen on pitkällä solubiologin urallaan pureutunut erityisesti lipideihin eli veren ja solujen rasvoihin sekä sydämen, verisuonten ja aineenvaihdunnan tutkimuskysymyksiin.
– Tällä hetkellä tutkimusryhmäni selvittää muun muassa sitä, mikä valkoisissa rasvasoluissa menee molekyylitasolla pieleen, kun insuliinin vaikutus rasvakudoksessa heikkenee ja ihmiselle kehittyy insuliiniresistenssi.
Lihavuuden ja valkoisten rasvasolujen koon kasvun tiedetään olevan yhteydessä insuliiniresistenssiin ja sen myötä tyypin 2 diabetekseen.
– Lihavan ihmisen rasvakudoksessa on paljon tulehdussoluja ja usein myös fibroosia eli arpeutumisesta johtuvaa sidekudosta. Myös veren virtaus on heikentynyt, minkä vuoksi rasvakudos kärsii hapenpuutteesta, Olkkonen luettelee suurentuneista rasvasoluista aiheutuvia terveydellisiä harmeja.
Solujen vuorovaikutus pätkii
Olkkosen hypoteesin mukaan yksi merkittävä syy lihavan ihmisen rasvakudoksen aineenvaihdunnan häiriöille on, että viestintä valkoisen rasvakudoksen verisuonten endoteelisolujen ja suurentuneiden rasvasolujen välillä ei toimi normaalisti.
Endoteelisolut huolehtivat muun muassa hapen ja ravinteiden siirtymisestä kudoksiin, ja endoteelisolukon toimintahäiriön tiedetään oleva yhteydessä sekä tyypin 2 diabetekseen että valtimotauteihin.
Parhaillaan käynnissä olevassa tutkimuksessaan Olkkonen selvittää, voidaanko valkoisen rasvakudoksen verisuonituksen toimintaa ja kudoksen aineenvaihduntaa parantaa suolistohormonianalogeja eli GLP-1- ja GIP-lääkevalmisteita käyttäen.
Tutkimus tarjoaa uutta tietoja aineenvaihduntasairauksien synnystä ja voi tunnistaa uusia kohteita liikalihavuuden ja tyypin 2 diabeteksen hoidossa. Se saattaa tarjota oikoteitä esimerkiksi insuliiniresistenssiin kohdennettavien lääkehoitojen kehitykseen.
– Tämä tarkoittaa, että jos havaitsemme GLP-1- ja GIP-valmisteilla olevan sellaisia positiivisia vaikutuksia, joita ei aiemmin ole tutkittu tai tutkimuksissa osoitettu, voi tutkimuksemme vauhdittaa uusien täsmälääkehoitojen kehitystä ja käyttöönottoa, Olkkonen sanoo.
Kiitos kudosta luovuttaville
Vaikka Olkkosen tutkimusryhmässä työskentelevät tutkijat eivät kohtaa tutkimuspotilaita, tämänkin tutkimuksen taustalla ovat tutkimustyöhön myönteisesti suhtautuvat vapaaehtoiset: tutkimukseen saadaan rasvakudosta potilailta, jotka luovuttavat sitä sappikivileikkauksen yhteydessä.
– Alkujaan olimme ajatelleet käyttää lihavuusleikattujen kudosta, mutta kun valkoiset rasvasolut ovat sairaalloisessa lihavuudessa venyneet äärimmilleen, ne rikkoutuvat helposti, eikä solujen välisen vuorovaikutuksen tutkimisessa välttämätön soluviljely silloin usein onnistu, Olkkonen kertoo.
Sen sijaan väitöskirjatutkija Vaishali Chaurasiya eristää ja viljelee soluja sekä valmistelee analysoitavat preparaatit kudoksesta, jota on saatu sekä normaalipainoisilta että lihavilta luovuttajilta. Normaalipainoisiksi luovuttajiksi lasketaan tässä tutkimuksessa henkilöt, joiden painoindeksi on enintään 25 ja lihaviksi henkilöt, joiden painoindeksi on 30 tai enemmän. Sairaalloisesta lihavuudesta puhutaan, kun painoindeksi on yli 40.
– Vain viiden yksikön ero painoindeksissä heijastuu jo rasvakudoksen toimintaan. Painoindeksiltään normaalipainoisten rasvakudos erottuu aineenvaihdunnallisesti lihavien rasvakudoksesta, Olkkonen mainitsee esimerkin tutkijoiden tekemistä havainnoista.
Uudet menetelmät tehokäytössä
Tutkimusryhmä käsittelee viljelemiään rasva- ja endoteelisoluja GLP-1- ja GIP-lääkeaineilla eli tyypin 2 diabeteksen hoidossa käytettävillä semaglutidilla, liraglutidilla ja tirzepatidilla. Myöhemmin tutkimukseen saattaa tulla mukaan myös uusi lääkeaine retatrutidi.
– Tämän jälkeen selvitämme geenien ilmentymistä lääkeaineilla käsitellyissä soluissa, teemme niin sanottuja omiikka-analyysejä ja koostamme tietoa esimerkiksi solujen aineenvaihdunnan välituotteista, Olkkonen havainnollistaa.
Omiikkatutkimukselle on ominaista, että se tuottaa valtavia määriä tietoa tietokoneilla seulottavaksi. Tutkijoilla voi olla läpikäytävänä ja tulkittavana esimerkiksi kymmenen tuhannen geenin mittausdataa, ja neulojen löytäminen heinäsuovista edellyttää vaativien omiikkateknologioiden hallitsemista.
Aivan kaikkea työtä ei tehdä Minervassa, vaan Olkkosen tutkimusryhmä saa apua muun muassa yhteistyökumppaneiltaan Helsingin yliopiston Viikin kampuksella ja Suomen molekyylilääketieteen instituutissa sekä Walesissa ja Saksassa sijaitsevista osaamiskeskuksista.
Ideoita itää kaiken ikää
Olkkonen nostaa esiin kansainvälisen tutkimusyhteistyön ja tutkijaverkostojen tärkeyden diabetestutkimuksessa. Parhaiden käytäntöjen jakaminen edesauttaa tuloksiin pääsemistä. Tähän tähtää myös Olkkosen oma seuraava askel. Hän työskentelee talven 2024–2025 Gironassa Espanjassa.
– Sikäläisellä tutkimusryhmällä on käytettävissään hienoja potilasaineistoja, mikä tarjoaa meidän tutkimustamme täydentävän näkökulman rasvasolujen toimintahäiriöiden tarkasteluun, Olkkonen kertoo.
Ensi vuonna 64 vuotta täyttävä Olkkonen toivoo vierailunsa hyödyntävän molempia osapuolia.
– Opin todennäköisesti jotain uutta ja saan uusia ideoita, mutta voin vastavuoroisesti opettaa omassa ryhmässäni käytettyjä solujen tutkimustekniikoita.
Opit tulevat käyttöön, sillä Olkkosella ei vielä ole aikeita eläköityä. Useimpien senioritutkijoiden tavoin myös hän suhtautuu työhönsä intohimoisesti, ja ei usko liikuntaharrastuksensa täyttävän tyhjiötä, joka tutkimuksen teolta jäisi.
– Tutkimustyö on elämäntehtäväni ja erityisen tärkeää minulle on sen seuraaminen, kuinka tutkimusryhmässäni työskentelevät nuoret tutkijat alkavat kukoistaa, mahdollisimman pitkää työuraa itselleen toivova Olkkonen summaa.
Hänen paloaan tutkimusta kohtaan ei himmennä edes se, että leijonanosa hänen työajastaan kuluu tutkimusrahoituksen hakemiseen. Hänen tutkimusryhmäänsä on vuosien varrella rahoittanut parikymmentä säätiötä ja rahastoa, eikä rahoituksen jatkuvuus ole taattu.
– Tänä vuonna saimme Diabetesliiton ja diabetesyhdistysten perustamalta Diabetestutkimussäätiöltä 25 000 euron apurahan. Sen turvin voimme tehdä tämän lääkehoitojen kehittämiseen kytkeytyvän tutkimuksemme laboratoriotöitä, Olkkonen konkretisoi.