Uusi työkalu diabeteksen verisuonikomplikaatioiden tutkimiseen ja tietoa geeniterapian turvallisuudesta

Väitös farmakologian alalta

Väittelijä: Proviisori, FM (biotekniikka) Suvi Heinonen

Väitösaika ja -paikka: 4.11.2011 klo 12, Mediteknian auditorio, Kuopion kampus

Tyypin 2 diabetes on kasvava kansanterveysongelma, johon liittyy merkittävä sydän- ja verisuonisairauksien riski. Itä-Suomen yliopistossa tarkastettavassa proviisori Suvi Heinosen väitöstutkimuksessa kehitettiin uusi hiirimalli, joka soveltuu diabeettisten verisuonisairauksien syntymekanismien tutkimiseen ja hoitojen kehittämiseen. Tutkimuksessa selvitettiin myös verisuonten uudismuodostusta aikaansaavan geeniterapian turvallisuutta ja todettiin, ettei haitallisia, valtimonkovettumatautia edistäviä vaikutuksia esiintynyt.

Sydän- ja verisuonisairauksien riski on diabeetikoilla huomattavasti suurempi kuin muulla väestöllä ja merkittävin tekijä kohonneen riskin taustalla on valtimonkovettumataudin nopeutunut eteneminen. Monimutkaisten aineenvaihdunnallisten sairauksien ja oireyhtymien tutkimuksessa eläinmallit ovat välttämättömiä. Hyvien tautimallien kehittäminen on haasteellista, mutta voi onnistuessaan tarjota arvokasta tietoa sairauksien mekanismeista ja mahdollistaa uusien hoitomuotojen testaamisen asianmukaisessa ympäristössä.

Uusi työkalu diabeteksen verisuonikomplikaatioiden tutkimiseen

Diabetekseen liittyvien sydän- ja verisuonisairauksien prekliinistä tutkimusta ja hoitojen kehittämistä on hankaloittanut hyvien tautimallien puute. Heinosen väitöstutkimuksessa kehitettiin ja karakterisoitiin uusi hiirimalli, jossa yhdistyvät tyypin 2 diabetekselle tyypilliset sokeri- ja rasva-aineenvaihdunnan häiriöt sekä valtimonkovettumataudista aiheutuvat sydän- ja verisuonisairaudet. Tutkimuksessa havaittiin diabeteksen aiheuttavan valtimoiden seinämään pidemmälle edenneitä rasvaplakkeja, jotka olivat kalkkeutuneempia kuin kontrolleilla. Sepelvaltimotaudin seurauksena hiirille kehittyi myös vakavia sydämen toimintahäiriöitä, jotka ovat tyypillisiä sydämen verenkiertohäiriöistä kärsivillä potilailla.

Uudessa hiirimallissa yhdistyvät insuliiniresistenssi, hyperglykemia ja hyperkolesterolemia tavalla, joka jäljittelee tyypin 2 diabeetikoiden tilannetta paremmin kuin aikaisemmat eläinmallit. Malli tarjoaakin uuden työkalun tyypin 2 diabeetikoiden kiihtyneen valtimonkovettumataudin ja muiden verisuonikomplikaatioiden tutkimiseen sekä uusien hoitomuotojen kehittämiseen.

Vahvistusta verisuonten uudismuodostusta aikaansaavan geeniterapian turvallisuudesta

Diabeteksen lisääntyminen kasvattaa sellaista verisuonitoimenpiteitä tarvitsevaa potilasjoukkoa, joilla perinteiset hoitomenetelmät eivät vaikean taudinkuvan vuoksi ole riittävän tehokkaita tai niitä ei voida soveltaa. Verisuonten uudismuodostuksen aikaansaaminen kasvutekijägeeninsiirron avulla eli terapeuttinen angiogeneesi on osoittautunut lupaavaksi uudeksi hoitomuodoksi sydänlihaksen ja alaraajojen verenkierron parantamisessa. Kliinisissä kokeissa terapeuttinen angiogeneesi on osoittautunut turvalliseksi, mutta muutamista eläinkokeista on saatu viitteitä valtimonkovettumataudin lisääntymisestä kasvutekijöiden vaikutuksesta. Väitöstutkimuksessa selvitettiin virusvälitteistä geeninsiirtoa käyttäen verisuonen kasvutekijöiden VEGF-A, -B, -C ja -D vaikutusta valtimonkovettumatautiin ja osoitettiin, ettei kasvutekijöiden tilapäisellä yli-ilmentämisellä ollut haitallisia vaikutuksia taudin etenemiseen hyperkolesterolemisessa hiirimallissa. Havainto vahvistaa kliinisissä kokeissa saatuja tuloksia ja viittaa siihen, että VEGF-geeniterapiasovellusten tutkimus ja kehitys voi edetä ilman merkittävää huolta valtimonkovettumataudin kiihtymisestä.

Väitöstutkimus tehtiin Molekulaarisen lääketieteen tutkimusryhmässä, Bioteknologian ja molekulaarisen lääketieteen laitoksella A.I. Virtanen -instituutissa.

Proviisori, filosofian maisteri (biotekniikka) Suvi Heinosen farmakologian alaan kuuluva väitöskirja ”Modeling cardiovascular complications of diabetes mellitus - Development of a new mouse model and evaluation of a gene therapy approach” (Diabetekseen liittyvien sydän- ja verisuonikomplikaatioiden mallintaminen - Uuden hiirimallin kehittäminen ja geeniterapiasovelluksen arviointi) tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä on professori Markku Savolainen Oulun yliopistosta ja kustoksena professori Seppo Ylä-Herttuala Itä-Suomen yliopistosta.

Suvi Heinonen (o.s. Koota) on syntynyt vuonna 1980 Kiukaisissa ja kirjoittanut ylioppilaaksi vuonna 1999 Kiukaisten lukiosta. Hän on suorittanut filosofian maisterin tutkinnon soveltavassa biotekniikassa vuonna 2005 Kuopion yliopistossa ja proviisorin tutkinnon vuonna 2011 Itä-Suomen yliopistossa.

Väittelijän painokelpoinen kuva on osoitteessa http://www.uef.fi/vaitoskuvat

Lisätietoja: Suvi Heinonen, p. 040 355 3685, suvi.heinonen (at) uef.fi