Tekstin koko

Hermokasvutekijät ja niihin liittyvät tutkimukset ja katsaukset (2019)

GDNF on hermokasvutekijä, jota on annosteltava suoraan aivoihin. Se toimii Parkinsonin taudin (PD:n) eläinmalleissa varsin hyvin, mutta potilaskokeet PD:ssa ovat antaneet vaihtelevia tuloksia, pääosin GDNF-hoito on ollut tehotonta. GDNF vaikuttaa sitoutumalla reseptoriinsa, joka on nimeltään RET (= REarranged during Transfection), ja sitoutuminen laukaisee joukon biokemiallisia reaktioita. Prof. Saarman ryhmä Helsingin yliopiston Biotekniikan Instituutista kehitti pari vuotta sitten pienmolekyylejä, jotka sitoutuvat RET-reseptoriin ja matkivat GDNF:n vaikutuksia. Nyt he ovat karakterisoineet yhtä perinteisten lääkeaineiden kaltaista yhdistettä, BT13, pääosin in vitro kokeissa, mutta myös koe-eläimillä. RET-aktivaatio voitiin osoittaa soluviljelmillä, mutta ei sellaisissa soluissa, jotka oli eristetty RET knock-out hiiristä. BT13 myös suojasi viljelmiä 6-OHDA:n ja MPP+:n myrkyllisyydeltä, jälleen edellyttäen RET:n läsnäoloa.

Eläinkokeissa BT13 annettiin hiirille laskimoon ja todettiin lisääntynyttä dopamiinin erittymistä striatumin mikrodialyysinesteeseen. Laskimoannostelun jälkeen BT13 pääsi aivoihin, jossa pitoisuudet ylittivät pitoisuudet plasmassa30 min ja 3 t kohdalla. BT13 on kuitenkin muutoin ominaisuuksiltaan hankala, huonoliukoinen ja lyhytvaikutteinen. Sen farmakokineettisiä ominaisuuksia pitää optimoida. Jo nyt vaikuttaa kuitenkin siltä, että BT13 on lupauksia antava prototyyppi, josta voi toivoa kehitettävän normaalien lääkeaineiden tapaan annosteltavia yhdisteitä. Tämä olisi merkittävä edistysaskel aivoinfuusioihin verrattuna. Nähtäväksi jää, tuleeko aivojen ulkopuolisista kudoksista odottamattomia haittoja. (1*).

Prof. Saarman ryhmä on myös kehittänyt hiiren, jolta puuttuu CDNF. CDNF on suomalais-virolainen keksintö, uuden tyyppinen hermokasvutekijä, joka eläinkokeissa on kutakuinkin saman tehoinen kuin GDNF, vaikka sen vaikutusmekanismi on erilainen. CDNF knock-out hiiret kasvavat ja lisääntyvät kuten verrokit. Vanhetessa ensimmäinen muutos on suolen limakalvonalaisen hermotuksen heikkeneminen. Vanhoillakin hiirillä substantia nigran (mustatumakkeen) dopamiinisolut ovat normaaleja sekä lukumäärältään että ulkonäöltään. Toiminnallisissa kokeissa on selkeää heikkoutta: amfetamiini ei vapauta normaaleja määriä dopamiinia eikä liikkumisvaste ole normaalin suuruinen. Tulkinta on, että CDNF-vajaat hiiret muistuttavat hyvin varhaisen vaiheen PD-potilaita. (2*).

Dos. Airavaaran ja dos. Voutilaisen ryhmä Helsingin yliopiston neurotieteen tutkimuskeskuksesta on tutkinut CDNF hermokasvutekijän kulkeutumista aivokudoksessa substantia nigraan antamisen jälkeen. Yllättäen CDNF ei kulkenut lainkaan eteenpäin kohti striatumia vaan jäi infuusiopaikan lähistölle. Tämä on erilainen tulos kuin se, kun CDNF infusoitiin striatumiin: tällöin se kulkeutui taaksepäin kohti substantia nigraa. (3).

Prof. Yliperttulan biofarmaseuttinen ryhmä on selvittänyt CDNF:n vapautumista ARPE-19 soluista (ihmisen retinan eli verkkokalvon pigmentin epiteelisolut), joita kasvatettiin yksikerroksisesti tai polymeeristen mikrokapseleiden sisällä. Ajatuksena oli kehittää ”valmiste”, josta CDNF:ää vapautuisi pitkään ja hallitusti esim. aivoihin ruiskuttamisen jälkeen. Vapautumista tapahtui, mutta merkittävästi vasta kun CDNF:stä poistettiin 4 viimeistä aminohappoa (KTEL), jotka kaiketi pitävät CDNF:ää lujasti kiinni solun sisäkalvoilla. Vielä ei tiedetä, toimiiko riisuttu CDNF normaalisti. (4).

Dos. Airavaaran ryhmä on laatinut 2 katsausta hermokasvutekijöiden (GDNF, CDNF, MANF) tutkimustilanteesta, erityisesti PD:n ja aivohalvauksen hoitoa ajatellen. Varsinaista uutta katsauksissa ei ole. (5, 6). Myös Sidorova ym. ovat kirjoittaneet katsauksen PD:n neuroregeneraatioon tähtäävän hoidon tilanteesta: proteiineista pienmolekyyleihin. Johtopäätös on pessimistinen, sillä PD potilailla mikään hoito ei ole toistaiseksi pelastanut dopamiinihermoja. (7*).

Edelleen Airavaaran ryhmä raportoi varoittavan esimerkin siitä, mitä ongelmia voi liittyä adeno-associated virus-  (AAV-) välitteiseen geeninsiirtoon. AAV:tä on käytetty eräänlaisena apuvälineenä sekä hermokasvutekijöiden että toksisten proteiinien geenien siirtämisessä aivoihin tuottamaan siellä jatkuvasti haluttua proteiinia. Tässä tutkimuksessa siirrettiin alfa-synukleiinin geeniä AAV-kuljettimella tarkoituksena indusoida alfa-synukleiinikertymiä hiiren aivoihin eli tuottaa PD:n hiirimalli. Malli näytti onnistuvan. Saatiin lieviä PD:n oireita ja dopamiinihermoissa olevan tyrosiinihydroksylaasin määrä ja aktiivisuus alenivat jonkin verran. Ongelma oli se, että pelkkä AAV tai AAV:ta ja tehottoman merkkiaineen geenin infusointi tuotti aivan saman tuloksen. Tyrosiniinhydroksylaasi aleni jopa enemmän kuin ”toksisen geenin” antamisen jälkeen. Tämä havainto pakottaa olemaan erityisen tarkka kontrolliryhmien kanssa, jotta johtopäätökset eivät olisi perusteettomia. (8).