ALS:n salaisuus aukeaa

als.jpg

​Teksti: Johanna Ritala
Kuva: Mikko Hinkkanen
 
Tappavan, liikehermosolut tuhoavan ALS-taudin syyt ovat olleet pitkään hämärän peitossa. Nyt tutkijat ovat selvittäneet taudin taustalla olevan yleisimmän geenivirheen. Tutkimusta edistivät HUS:ssa tuotetut kantasolut.
 
ALS-tutkimus on edennyt viime vuosina huimaa vauhtia. Taudin taustalla oleva yleisin geneettinen virhe on selvitetty. Yhdysvaltalainen tutkija ja neurologian professori Jeff Rothstein Johns Hopkinsin yliopistosta kävi toukokuussa Suomessa kertomassa tutkimuksen uusimmista käänteistä, joissa HUS:n lääkäreilläkin on ollut tärkeä rooli.
 
ALS:iin liittyvä mutaatio löydettiin muutama vuosi sitten, ja siitä on saatu jo paljon tietoa. Tutkijat ovat selvittäneet lyhyessä ajassa mutaation toimintamekanismin ja sen yleisyyden eri puolilla maailmaa.
 
– ALS-taudin tutkimus on edennyt hämmästyttävän nopeasti. Joitain vuosia sitten tällaista kehitystä ei olisi osattu kuvitellakaan, kertoo osastonylilääkäri ja neuroimmunologian professori Pentti Tienari HUS:n neurologian klinikalta ja Helsingin yliopiston molekyylineurologian tutkimusohjelmasta.
 

Läpimurto kantasoluilla

 
ALS-taudin perinnöllisten syiden tutkintaa vauhdittaa uusi bioteknologia. Erityisen tärkeää tutkimukselle on iPS-kantasolujen käyttö.

Kantasolut tuotetaan potilaan ihosuikaleesta saaduista soluista. IPS-kantasolut muistuttavat alkion kantasoluja ja pystyvät erikoistumaan miksi tahansa solutyypeiksi. Niiden avulla tutkijat valmistavat laboratoriossa ALS-potilaan omia liikehermosoluja ja tutkivat, miksi soluissa tapahtuu häiriöitä.

– Aiemmin ALS-tautia tutkittiin hiirillä. Hiiret ovat hyödyllisiä koe-eläimiä, mutta eivät sovellu hoitomuotojen etsimiseen kovin hyvin. Voidaksemme ymmärtää ALS-tautia tarvitsemme ihmisen soluja. IPS-kantasolujen avulla tämä onnistuu, kertoo Jeff Rothstein.

Läpimurto kantasolujen avulla tehdyssä tutkimuksessa tapahtui vuonna 2011, kun ALS-tautiin liittyvä C9ORF72-geenivirhe paljastettiin. Virhe löytyi lyhyen ajan sisällä kahdessa eri laboratoriossa.

Tulokset julkaistiin kahdessa tieteellisessä artikkelissa. HUS:n neurologit Pentti Tienari ja Hannu Laaksovirta olivat mukana tutkimuksissa, ja HUS on osallinen C9ORF72-patentissa.

Kromosomi 9:ssä sijaitseva C9ORF72 on yleisin ALS-tautia aiheuttava mutaatio. Se voi aiheuttaa myös frontotemporaalista dementiaa (FTD) sekä ALS:n ja FTD:n yhdistelmiä. Kyseistä mutaatiota esiintyy erityisen paljon Suomessa ja muissa pohjoiseurooppalaisperäi-sissä väestöissä.
 
Suomessa mutaatio löytyy puolelta perinnöllistä ALS-tautia sairastavista potilaista ja viidesosalta potilaista, jotka sairastavat taudin ei-perinnöllistä muotoa.

Huslaiset ratkaisevassa roolissa


Mutaation löytymisen jälkeen tieto on lisääntynyt nopeasti. Viime vuoden lopulla julkaistiin Neuron-lehdessä merkittävä tieteellinen artikkeli, jossa kuvataan miten mutaatio vaikuttaa hermosolujen kuolemaan.
 
Artikkelin tulokset perustuvat Jeff Rothsteinin laboratoriossa tehtyihin kokeisiin. Rothstein käytti tutkimuksissaan iPS-kantasoluja, jotka tuotettiin Meilahden Biomedicum-tutkimuskeskuksessa.

– Hyvä lääketieteellinen tutkimus vaatii tiimityötä ja erilaisten tutkijoiden asiantuntijuutta. Yhteistyö suomalaisten tutkijoiden kanssa on ollut meille suureksi avuksi. Täällä tehdään kovatasoista tiedettä, Rothstein sanoo.

HUS:n tutkijat olivat todennäköisesti ensimmäiset, joilla oli C9ORF72-mutaation tutkimiseen tarvittavia kantasoluja.

– Aloitimme vuonna 2010, ennen mutaation löytymistä, tuottamaan iPS-kantasoluja kahdesta Hannu Laaksovirran elossa olevasta potilaasta. Tällöin geenimerkit osoittivat heidät epäsuorasti mutaation kantajiksi, Tienari sanoo.
 
C9ORF72-mutaation takia ihmisen soluissa syntyy viallista RNA:ta, joka sitoo itseensä useita proteiineja. Kun proteiinit ovat takertuneet RNA:han, ne eivät pysty toteuttamaan omia tehtäviään. Parikymmentä tällaista proteiinia on nyt tunnistettu, ja ALS-taudin syntyä näyttää selittävän erityisesti ADARB2-proteiinin kiinnittyminen häiriintyneeseen RNA:han.
ADARB2 on tärkeä entsyymi, joka säätelee liikehermosolujen glutamaattireseptorien toimintaa. Glutamaatti taas on välittäjäaine, joka kiihdyttää liikehermosolujen toimintaa. Kun ADARB2:n toiminta estyy, alkavat glutamaattireseptorit toimia liian aktiivisesti. Tämä aiheuttaa liikehermosolujen palamisen loppuun.

Hoidot perimän mukaan

ALS-tautiin on jo vuosikausia etsitty tuloksetta toimivia hoitomuotoja.

– Hoitojen löytymisessä on epäonnistuttu, koska tutkimusta on lähestytty väärällä tavalla. Aiemmin tutkijat ajattelivat, että he voisivat keksiä hoitomuodon, joka tehoaisi kaikkiin ALS-potilaisiin. Nyt on kuitenkin havahduttu siihen, että hoitojen tulisi olla räätälöityjä ja perustua potilaan perimään, Rothstein kertoo.

ALS-tautiin liittyvä perustutkimus on edennyt muutaman vuoden aikana valtavasti, ja tutkijat selvittävät parhaillaan, miten C9ORF72-mutaation haitalliset vaikutukset voitaisiin estää.

– Meillä on nyt mutaatiosta paljon tietoa, joka voi johtaa uusien hoitojen keksimiseen. Mutaation löytyminen oli erittäin tärkeä askel ALS-tutkimukselle, Rothstein sanoo.

Tutkijoita mietityttää, mihin tapahtumaketjun vaiheeseen hoito tulisi kohdistaa. Yksi vaihtoehto on, että hoidolla vaikutettaisiin tuman sisälle ja suoraan mutaation. Tällöin voitaisiin estää häiriintyneen RNA:n synty tai hajottaa jo syntynyttä viallista RNA:ta.

Toinen vaihtoehto on, että hoito kohdistettaisiin liikehermosolujen glutamaattireseptoreihin. Näin voitaisiin hillitä reseptorien kiihtynyttä toimintaa ja vähentää glutamaatin vaikutuksia.

Rothstein uskoo, että ALS-tautiin löydetään tulevaisuudessa tehokkaita hoitokeinoja, mutta tämä voi viedä pitkään.

– ALS-tauti voidaan varmasti selättää vielä jonain päivänä, mutta milloin? Sitä ei osaa kukaan sanoa.
 
Stephen Hawking – ALS:n tunnetuimmat kasvot

Tavallisesti ALS-potilaalla on diagnoosin saatuaan vain muutama vuosi elinaikaa.
Maailmankuulu fyysikko ja kosmologi Stephen Hawking on poikkeuksellinen tapaus, koska hän on sairastanut ALS-tautia jo yli 50 vuotta. Ihmetystä herättää, miten 72-vuotias Hawking on selvinnyt näin pitkään.

Scientific American -tiedelehdessä pohdittiin vuonna 2012 selitystä sille, miksi Hawkingin ALS-tauti on edennyt niin epätyypillisesti.

ALS-taudista on olemassa vaihtelevia muotoja, ja eräät potilaat voivat elää hyvinkin pitkään. Hawkingin pitkä elinikä johtuu ilmeisesti siitä, että hän sairastaa ALS:n poikkeuksellista muotoa, joka saattaa jopa paremmin luokittua spinaaliseksi lihasatrofiaksi kuin ALS:ksi.

Hawkingin tapaus voi herättää toivoa, mutta valitettavasti ALS-taudin hidas eteneminen on harvinaista. Vain pieni määrä sairastuneista voi Hawkingin tavoin elää pitkän elämän. ​
 
 
Liikehermosolujen rappeuttaja ALS

ALS eli amyotrofinen lateraaliskleroosi on neurologinen liikehermosolut rappeuttava sairaus. Liikehermosolujen tuhouduttua lihakset eivät saa käskyjä aivoilta. Sen seurauksena lihakset surkastuvat, ja sairauden edetessä potilas menettää liike- ja puhekykynsä.

ALS-taudin ensioireissa on yksilöllistä vaihtelua. Jos sairaus alkaa raajoista, tyypillisiä oireita ovat lihasheikkous, lihasnykäykset ja krampit. Oireet voivat alkaa myös nielun alueelta, jolloin esiintyy puheen epäselvyyttä ja nielemisvaikeuksia.
Suomessa todetaan vuosittain vajaat 200 ALS-tapausta. Tauti on hieman yleisempi miehillä kuin naisilla, ja se puhkeaa tavallisesti 50–60 vuoden iässä. Potilas elää diagnoosin jälkeen yleensä 3–5 vuotta.
 
Artikkeli on ilmestynyt Husari-lehdessä 3/2014