Hyppää pääsisältöön

Syöpä karannut solukuolemalta – synteettinen biologia pakottaa syövän kuolemaan?

Potilaan rintasyövästä eristettyjä kudosviljelmiä hyödynnetään rintasyöpätutkimuksessa. Vihreä väri merkitsee syöpäsoluja, ja violetti väri solujen tumaa jossa MYC syöpägeeni on aktiivinen.
Potilaan rintasyöpäkudoksessa vihreä väri merkitsee syöpäsoluja, ja violetti väri solujen tumaa jossa MYC-syöpägeeni on aktiivinen. Potilaan rintasyövästä eristettyjä kudosviljelmiä hyödynnetään rintasyöpätutkimuksessa. Vihreä väri merkitsee syöpäsoluja, ja violetti väri solujen tumaa jossa MYC syöpägeeni on aktiivinen. Kuva: Heidi Haikala/Helsingin yliopisto heidi haikala,helsingin yliopisto,Helsingin yliopisto,myc-syöpägeeni,rintasyöpä,tiedeykkönen

Syövästä tiedetään paljon mutta edelleen on iso mysteeri, miten syöpäsolut pystyvät välttämään luonnollisen solukuoleman. Elimistön miljardit solut uusiutuvat ja kuolevat jatkuvasti. Joskus solujen lisääntymisen ja kuoleman säätely voi pettää. Silloin solunjakautuminen on hallitsematonta, ja syöpä voi kehittyä. MYC-geenillä on tässä oma osuutensa. Nyt tutkijat yrittävät saada selkoa MYC-geenin säätelystä ja tätä kautta löytää täsmällisiä ja yksilöllisiä syöpälääkkeitä. Tutkimusjohtaja Juha Klefström ja tutkija Heidi Haikala tutkivat myc-geenin toimintaa aidossa rinnan syöpäkudoksessa ja terveessä kudoksessa. Apuna tässä on synteettinen biologia. Miten geenitutkimus näkyy klinikassa, siitä kertoo HYKSin Syöpäkeskuksen ylilääkäri Johanna Mattson.

Rintasyöpä on naisten yleisin syöpä. Noin 5- 10 % rintasyövistä on perinnöllisiä, ja perinnöllisyyden takana ovat yleisimmät korkean riskin perinnöllisen rintasyövän geenivirheet BRCA1 ja BRCA2. Ne määritetään yleensä silloin, kun syöpä ilmaantuu naisella hyvin nuorena tai suvussa on paljon rintasyöpään sairastuneita tai rintasyövän ohella on myös munasarjasyöpää.

HYKSin Syöpäkeskuksen ylilääkäri Johanna Mattson pitää hyvin mahdollisena, että kaikkia perinnöllisen rintasyövän geenimutaatioita ei vielä tunneta. Hän kertoo Englannissa tehdyistä tutkimuksista, joissa jokaiselta rintasyöpäpotilaalta on määritetty tunnetut perinnölliset geenimutaatiot. Tarkoituksena on tunnistaa sukuja, joissa esiintyy perinnöllistä syöpää ja mahdollisesti löytää uusia rintasyöpägeenejä.

”Tämän kaltaisia tutkimusprojekteja on muuallakin, ja uskon, että mitä halvemmaksi perinnöllisten geenimutaatioiden diagnostiikka tulee, niin tulevaisuudessa tällainen testaus on osa jokaisen potilaan diagnostiikkaa”, sanoo Mattson.

Geenitutkimukset ovat perusteltuja vain, jos niillä on vaikutusta hoitopäätökseen. Rintasyövässä vain HER2-geeniin on olemassa täsmälääke.― Ylilääkäri Johanna Mattson.

Suomessa rintasyöpäkasvaimesta analysoidaan geeneistä tällä hetkellä rutiinisti vain HER2-syöpägeenin monistuma. Se on rintasyöpäkasvainten ei-perinnöllinen mutaatio, se ei siis ole merkki periytyvästä rintasyövästä. HER2-positiivista rintasyöpää löytyy noin kuudesosalta rintasyöpäpotilaista, ja syöpä on silloin luonteeltaan keskimääräistä aggressiivisempi. Tosin HER-2-positiivista alatyyppiä vastaan on viime vuosina onnistuttu kehittämään tehokkaita täsmälääkkeitä.

Muutama vuosi sitten rintasyöpänäytteestä tutkittiin, onko perimän vartijassa p53-geenissä virheitä. Niin kutsuttu kasvunrajoitegeeni, perimän poliisi p53 säätelee geenien luentaa (transkriptiota) ja ohjelmoitua solukuolemaa sekä korjaa DNAn virheitä.

Geenitutkimuksia tehdään sillä perusteella, että tuloksella on vaikutusta hoidon suunnitteluun ja hoitopäätökseen, tähdentää ylilääkäri Johanna Mattson, ja jatkaa: ”oman mielenkiinnon vuoksi tehtäviä tutkimuksia ei pitäisi harrastaa tieteellisen tutkimuksen ulkopuolella, ja siksi tutkimme vain HER2-geenin, koska siihen on olemassa täsmälääke, ja se vaikuttaa hoidon valintaan”.

HER2-vasta-aine, trastutsumabi, liitetään varhaisvaiheen rintasyövissä solunsalpaajahoitoon. Tämä hoito on pienentänyt taudin uusiutumisriskiä eli parantanut näiden potilaiden ennustetta saman suuruiseksi kuin HER2-negatiivista rintasyöpää sairastavilla.

Valtaosa rintasyövistä on hormonireseptoripositiivisia, jolloin lääkityksenä on tamoksifeeni. Jos rintasyöpä on nk. kolmoisnegatiivinen eli siinä ei ole HER2-geenimonistumaa eikä estrogeenireseptoria, niin syöpä on biologiselta alatyypiltään kolmoisnegatiivinen ja luonteeltaan aggressiivisin. Tähän alatyyppiin ei ole vielä täsmälääkettä, mutta tutkimuksen alla on uusia syöpälääkkeitä mm. immunologisia hoitoja.

Syöpäsolut karkaavat valvonnalta, solukuolemalta

Saamme kiittää elimistön luonnollista solujen itsemurhaa, jottei meillä kaikilla ole syöpää. Solukuolema eli apoptoosi hoitelee pelistä pois ne solut, jotka joutuvat stressiin tai ovat muuten tehneet tehtävänsä. Esimerkiksi haavan parannuttua siihen osallistuneet tulehdussolut häviävät. Mutta syöpäsolut ovat karanneet solujen määrää säätelevän solukuoleman ulottumattomiin ja niin ne lisääntyvätkin hallitsemattomasti. Solunjakautumiskoneisto on vaurioitunut eikä solusykli pysähdy niin kuin terveessä solussa tapahtuu.

Miksi syöpä syntyy, mitkä geenit ovat syövän synnylle tärkeitä? Jos ymmärrämme eri syöpätyyppien syntyä, niihin voidaan kohdistaa erilaisia lääkitysvaihtoehtoja eikä ammuta sinne tänne.― Tutkimusjohtaja Juha Klefström.

Tutkimuksen kohteena ovatkin syövän synnyn molekulaariset mekanismit ja mitkä geenit ovat tärkeitä. Tutkimusjohtaja Juha Klefström Helsingin yliopistosta pohtii, hoitavatko syöpägeenit toisistaan riippumattomia tekijöitä vai onko niillä jotain yhteistä? Lähes kaikki syöpägeenit osallistuvat jollain tasolla solun aineenvaihdunnan säätelyyn. Jos näihin seikkoihin päästään kiinni, niihin samalla saadaan arvokasta tietoa siitä, minkälainen lääkitys toimii kuhunkin syöpään, eikä ammuta sinne, tänne. Hoidot tarkentuisivat, sanoo Klefström.

Tutkimusjohtaja Juha Klefström Helsingin yliopistosta.
Tutkimusjohtaja Juha Klefström Tutkimusjohtaja Juha Klefström Helsingin yliopistosta. Kuva: Teija Peltoniemi/Yle Helsingin yliopisto,juha klefström,teija peltoniemi,tiedeykkönen

Klefströmin ryhmässä tutkitaan rintasyöpää. Tutkimusta edesauttaa se, että kokeita tehdään aidoilla rinnan kudoksilla. Rintasyöpäleikkauksessa tai rintojen pienennysleikkauksessa ollut nainen on antanut suostumuksensa siihen, että pieni pala hänen rintakudoksestaan menee rintasyöpätutkimukseen.

Mikä ihmeen hyvä ja paha MYC?

Kun solu jakaantuu, hyvä MYC-geeni aktivoituu paikalle, ja valmistelee solunjakautumiskoneiston tuottamalla muun muassa proteiineja soluun. DNA jakautuu ja saa aikaan terveitä tytärsoluja aikaan. Monet MYC-geenin toiminnot tapahtuvat mitokondrioissa, solun energiatehtaissa, ja niillä on myös keskeinen rooli solun aineenvaihdunnassa. Sitten kun työ tehty, MYC palaa lepotilaan.

Syövässä näin ei tapahdukaan, vaan MYC hirttäytyy päälle ja huutaa kuin hullu pomo: kasva, kasva, lisäänny, lisäänny. Terveen solun hyvästä MYCistä tuleekin paha eikä solukuolema rajoita solujen lisääntymistä. MYC-geeni on aktiivinen 40- 50 % rintasyövissä.

Lääketestien tekeminen potilaan rintasyöpäkudoksessa tuo ratkaisua lähemmäksi.― Tutkija Heidi Haikala.

Tutkija Heidi Haikala tekee väitöskirjaansa Klefströmin ryhmässä. Hän pyrkii löytämään lääkkeitä tai lääkeyhdistelmiä, jotka vapauttaisivat MYCin solukuolemavaikutuksen. Tutkimuksen tekee arvokkaaksi se, että lääketestit tehdään potilaan aidossa rintakudoksessa eikä kuolemattomiksi tehdyissä solulinjoissa. Elävän rintasyöpäkudoksen kanssa päästään paljon lähemmäksi oikeaa potilasta, ja sillä tavalla tällainen tutkimus tarjoaa paremman mallin lääketutkimukselle, sanoo tutkija Heidi Haikala.

Synteettinen biologia ohjaa syöpäsolut solukuolemaan?

Geeniteknologian tutkimuksen eteneminen on tuonut tietoa perimän, DNA, erilaisista osista, joita voidaan siirtää muihin eliöihin. Näitä osasia voidaan ajatella legopalikoina, ja niitä yhdistellään muihin organismeihin. Tämän kaiken takana on DNAn universaali luonne. Esimerkiksi hiiva voi toimia solutehtaana ja tuottaa bioetanolia tai insuliinia. Myös malarialääke artemisiiinia tuotetaan hiivassa synteettisen biologian avulla.

Tutkija Heidi Haikala Helsingin yliopistosta istuu päätteen äärellä.
Tutkija Heidi Haikala. Tutkija Heidi Haikala Helsingin yliopistosta istuu päätteen äärellä. Kuva: Teija Peltoniemi/Yle heidi haikala,helsingin yliopisto,Helsingin yliopisto,rintasyöpä,Synteettinen biologia,teija peltoniemi,tiedeykkönen

DNAn rakenne on hyvin samanlaista riippumatta eliöstä, sanoo Heidi Haikala. ”DNAta voidaan ottaa helposti vaikka muusta eliöstä ja siirtää toiseen, koska DNAn koodi, kieli niin yleinen. Tämä DNAn luonne mahdollistaa hyvin pitkälle kaiken bioteknologian eli geenien muokkauksen, tähdentää Haikala.

DNA on hyvin samanlaista riippumatta eliöstä. Joku hyödyllinen säätelyalue siirretään toisen eliön perimään, ja se tuottaa haluttua asiaa. Esimerkiksi malarialääkettä tuotetaan hiivassa, johon on siirretty artemisiinia tuottava geeni.― Tutkija Heidi Haikala.

Synteettisen biologian avulla pystytään paremmin mallintamaan MYC-geenin toimintaa. Työkaluissa on toki paljon vielä kehittämisen varaa, mutta hyvässä vaiheessa ollaan. Juha Klefström valottaa, kuinka normaaleissa soluissa paha MYC voidaan potkaista käyntiin ja tutkia näitä signaalinvälitysreittejä syövän ymmärtämiseksi.

Synteettisen biologian avulla myös lääketutkimukset nopeutuvat, koska jo varhaisessa vaiheessa pystytään poistamaan ne lääkkeet, jotka eivät tehoakaan syöpään. Uusi menetelmä tarjoaa työkaluja, jolla voi varmistaa, että tutkijat ovat ymmärtäneet syöpäsolun koneiston oikein ja miten lääkkeet vaikuttavat sen toimintaan, kuvailee Klefström.

Lääkkeiden kehittäminen ja testaus solu- ja eläinkokeiden kautta potilastutkimuksiin vie aikaa ja on kallista. Juha Klefströmin mukaan yli 90 % syöpälääkeaihioista tippuu pois matkan varrella. Tämän prosessin arvioidaan nopeutuvan juuri synteettisen biologian kautta. Tutkimusprojekteista voidaan siirtyä suunnitteluprojekteihin. Parhaimmillaan näin saadaan aikaan myös yksilölisiä lääkkeitä erilaisiin syöpiin.

MYC-geeni voi olla osa rintasyövän arvoituksen ratkeamista, tutkimusryhmän tulokset ovat mielenkiintoisia – toki ne ovat varhaisvaiheessa, miettii ylilääkäri Johanna Mattson HYKSin Syöpäkeskuksesta. Hän muistuttaa solukuoleman merkityksestä tämänhetkisissä syövän hoidoissa. Solunsalpaajat ja sädehoito ajavat syöpäsoluja itsemurhaan. Jakaantumisvaiheessa olevat syöpäsolut ovat usein herkempiä lääkkeiden solukuolemavaikutukselle kuin terveet solut. ”MYC voi olla yksi pelaaja terveen ja sairaan solun välillä hoitoja annettaessa, sairas solu päätynee todennäköisemmin solukuolemaan”, tietää Mattson.

  • Syö kuin astronautti: kvinoapuuroa marsilaisella pestolla

    Haastoimme huippukokki Henri Alénin valmistamaan Mars-ruokaa

    Millaisen gourmet-aterian huippukokki loihtisi Marsissa? Heitimme haasteen Henri Alénille, jonka tehtävänä oli valmistaa avaruusateria raaka-aineista, joita voidaan tulevaisuudessa kasvattaa Mars-maaperässä.

  • astronautti Samantha Cristoforetti ISS:llä

    Elämää avaruudessa - painottomuus haastaa astronautit

    Sukat vaihdetaan kerran viikossa ja lautasetkin syödään.

    Kansainvälinen avaruusasema ISS kiertää maapalloa noin 400 kilometrin korkeudessa huimaa 28 000 kilometrin tuntivauhtia. Tällä hetkellä kyydissä on viisi astronauttia ja kaiken kaikkiaan siellä on elänyt 200 ihmistä. Mutta millaista on elää painottomuudessa? Miten siellä hoidetaan arkiset askareet?

  • Skorpionin tähtikuviota

    Skorpioni pilkistää eteläisellä yötaivaalla

    Skorpioni pilkistää eteläisellä yötaivaalla

    Kesä lähestyy ja nyt ovat käsillä viimeiset hetket tähtitaivaan tarkkailuun ennen vaaleita öitä. Toukokuun alussa tähdet näkyvät vielä hyvin. Katse kannattaa suunnata varsinkin etelätaivaalle, jossa pilkistää osa meille harvinaisesta Skorpionin tähdistöstä. Skorpioni on hyvä kohde yökukkujille, jotka jaksavat valvoa, tähtikuvio nousee nimittäin näkyviin vasta parisen tuntia puolenyön jälkeen.

Lue myös - yle.fi:stä poimittua

Tiede

  • Skorpionin tähtikuviota

    Skorpioni pilkistää eteläisellä yötaivaalla

    Skorpioni pilkistää eteläisellä yötaivaalla

    Kesä lähestyy ja nyt ovat käsillä viimeiset hetket tähtitaivaan tarkkailuun ennen vaaleita öitä. Toukokuun alussa tähdet näkyvät vielä hyvin. Katse kannattaa suunnata varsinkin etelätaivaalle, jossa pilkistää osa meille harvinaisesta Skorpionin tähdistöstä. Skorpioni on hyvä kohde yökukkujille, jotka jaksavat valvoa, tähtikuvio nousee nimittäin näkyviin vasta parisen tuntia puolenyön jälkeen.

  • kolme hymyilevää sormea puistossa

    Me ollaan kaikki mutantteja - toiset enemmän kuin toiset

    Kaikilla on jotain anatomisia tai fysiologisia poikkeamia.

    Meillä kaikilla on jonkinlaisia anatomisia tai fysiologisia poikkeamia. Joskus ne ovat hyvin ilmeisiä ja joskus niitä ei huomaa. Kuvantamisteknologioiden ja perimän sekvensoinnin kehittyessä mutantit kuitenkin huomataan yhä useammin. Rajanvedosta normaalin ja poikkeavan välillä tulee kokoajan hankalampaa. Millainen mutantti sinä olet, kysyy Lauri Reuter blogissaan.

  • astronautti Samantha Cristoforetti ISS:llä

    Elämää avaruudessa - painottomuus haastaa astronautit

    Sukat vaihdetaan kerran viikossa ja lautasetkin syödään.

    Kansainvälinen avaruusasema ISS kiertää maapalloa noin 400 kilometrin korkeudessa huimaa 28 000 kilometrin tuntivauhtia. Tällä hetkellä kyydissä on viisi astronauttia ja kaiken kaikkiaan siellä on elänyt 200 ihmistä. Mutta millaista on elää painottomuudessa? Miten siellä hoidetaan arkiset askareet?

  • hiilivoimala talvisessa maisemassa ja sen päällä kieltomerkki

    Näkökulma: Pelastetaan ilmasto ydinvoimalla!

    Ydinvoima ei tuota hiilipäästöjä. Sitä pitäisi hyödyntää.

    Kuinka monta hiiliatomia täytyy polttaa, jotta saadaan yhtä paljon lämpöä kuin yhden uraaniytimen halkaiseminen tuottaa? Vastaus on 50 000 000. Siis 50 miljoonaa! Havainnollistan: jos hiiliatomi vastaa yhtä riisinjyvää, uraaniatomi on kuin tuhat kiloa riisiä.