Hyaluronaani lisääntyy ihosyöpien varhaisvaiheissa

Väitös solubiologian alalta

Väittelijä: LL, FM Hanna Siiskonen

Aika ja paikka: 23.2.2013 klo 12, Snellmania L21, Kuopio

Hyaluronaani on soluväleissä esiintyvä sokerimolekyyli, joka on keskeinen elimistön normaalin toiminnan ylläpidossa, mutta osallistuu myös monien syöpien kehittymiseen. Lääketieteen lisensiaatti Hanna Siiskosen väitöstutkimus tuotti uutta tietoa solunsisäisestä hyaluronaanista sekä sitä tuottavien ja hajottavien entsyymien toiminnasta. Tulokset osoittivat myös, että hyaluronaani ja sen reseptori ovat tärkeitä ihosyöpien varhaisvaiheissa, mikä avaa uusia näkökulmia ihosyöpien hoitoon.

Hyaluronaani on solujen pinnalla valmistettava, soluväleissä esiintyvä suurikokoinen ja pitkäketjuinen sokerimolekyyli. Sitä esiintyy lähes kaikissa kudoksissa, joissa sillä on tärkeä rooli kudosten normaalille toiminnalle. Hyaluronaania on erityisen runsaasti ihossa. Hyaluronaani sitoo vettä itseensä, ja se on suosittu ihonhoitotuotteissa monien lääketieteellisten sovellustensa lisäksi. Normaalisti hyaluronaani edistää kudoksen paranemista, mutta se voi toisaalta myös ylläpitää tulehdusta. Tulehdussairauksissa ja monissa syövissä hyaluronaanin aineenvaihdunta on epänormaalia. Joissakin kudoksissa ja syöpätyypeissä hyaluronaanin määrä moninkertaistuu ja sitä kertyy syöpäkudokseen, kun taas toisissa kudoksissa syövän kehittyminen aikaansaa hyaluronaanin määrän vähenemisen. Muutokset hyaluronaanin määrässä edesauttavat syövän etenemistä ja huonontavat taudin ennustetta. Hyaluronaanin hajoamistuotteet edistävät myös syövän kasvulle välttämätöntä verisuonten kasvua.

Tutkimuksessa selvitettiin hyaluronaanin ja sitä tuottavien hyaluronaanisyntaasientsyymien (HAS1-3) sijaintia soluissa. Lisäksi tarkasteltiin hyaluronaanin, hyaluronaanisyntaasien ja hyaluronaania hajottavien hyaluronidaasientsyymien (HYAL1-2) määrien muuttumista ihon levyepiteelisyövässä ja melanoomassa.

Tutkimuksessa käytettiin soluviljelmiä, jotka käsiteltiin yli-ilmentämään värillisenä näkyvää, fluoresoivaa hyaluronaanisyntaasientsyymiä. Erilaisilla käsittelyillä ja vasta-ainevärjäyksillä pystyttiin osoittamaan soluissa hyaluronaanin ja solurakenteiden sijainti. Lisäksi käytettiin mikroinjektioita, joita on aiemmin sovellettu vain vähän hyaluronaanitutkimuksessa. Mikroinjektioilla pystyttiin ruiskuttamaan yksittäisiin soluihin hyaluronaaniin sitoutuvaa koetinta tai leimattua, värillistä hyaluronaania eripituisina ketjuina.

Lisäksi selvitettiin hyaluronaanin, sen CD44-reseptorin sekä hyaluronaania tuottavien ja hajottavien entsyymien määrien muuttumista ihosyövissä käyttäen ihonäytteiden vasta-ainevärjäyksiä. Auringon ultraviolettisäteily on ihon levyepiteelisyövän ja melanooman tärkein riskitekijä. Ultraviolettisäteilyn vaikutusta ihon hyaluronaaniin tutkittiin toistuvalle pitkäaikaiselle ultraviolettisäteilylle altistettujen hiirten ihossa. Tutkimuksessa tarkasteltiin myös ihmisen hyvänlaatuisia luomia ja eriasteisia melanoomia.

Tuloksista selvisi, että hyaluronaanisyntaasit ovat soluissa pääasiassa solulimakalvostossa ja Golgin laitteessa ja ne kuljetetaan sieltä solukalvolle. Syntaasientsyymejä on solukalvolla vain silloin, kun hyaluronaania tuotetaan. Hyaluronaanisyntaaseista HAS1 näyttää tarvitsevan runsaasti synteesin lähtöainetta tai kasvutekijöitä tuottaakseen solujen ympärille hyaluronaanipeitteen, toisin kuin HAS2 ja HAS3, jotka tuottavat runsaasti hyaluronaania ilman erillistä käsittelyä. Solujen sisällä solulimassa ei havaittu erityisiä sitoutumiskohtia hyaluronaanille. Tutkimus osoitti myös, että hyaluronaani ja sen CD44-reseptori ovat lisääntyneet ihon levyepiteelisyövän ja melanooman varhaisvaiheissa ja samalla hyaluronaanisyntaasien määrä ihosoluissa on kohonnut. Sen sijaan pitkälle edenneissä kasvaimissa hyaluronaani on vähentynyt, mikä selittyy hyaluronaania tuottavien entsyymien vähenemisellä ja sitä hajottavien entsyymien lisääntymisellä.

Lääketieteen lisensiaatti Hanna Siiskosen solubiologian alaan kuuluva väitöskirja Hyaluronan and hyaluronan synthases: studies on their subcellular localization and processing in cell culture models and on hyaluronan metabolism in UV-induced cutaneous tumors (Hyaluronaani ja hyaluronaanisyntaasit: tutkimuksia niiden sijainnista soluissa sekä hyaluronaanin metaboliasta UV-säteilyn aiheuttamissa ihosyövissä) tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii professori Bryan Toole Etelä-Carolinan yliopistosta USA:sta ja kustoksena professori Raija Tammi Itä-Suomen yliopistosta.

Hanna Siiskonen on suorittanut ylioppilastutkinnon vuonna 1997 Kiuruveden lukiossa, filosofian maisterin tutkinnon vuonna 2002 Jyväskylän yliopistossa ja lääketieteen lisensiaatin tutkinnon vuonna 2009 Kuopion yliopistossa.

Väittelijän painolaatuinen kuva on osoitteessa http://www.uef.fi/vaitoskuvat Hyaluronan and hyaluronan synthases : studies on their subcellular localization and processing in cell culture models and on hyaluronan metabolism in UV-induced cutaneous tumors Siiskonen, Hanna Itä-Suomen yliopisto,2013 Publications of the University of Eastern Finland. Dissertations in Health Sciences.,150 (pdf, 1.94 MB)