Malm Tarja (FM) 9.12.2006

Luonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunta

Neurobiologia

Glial Cells in Alzheimer's Disease Models (Gliasolut Alzheimerin taudin malleissa)

Vastaväittäjä: Professori Michael Thomas Heneka, University of Münster, Saksa
Kustos: Professori Jari Koistinaho, Kuopion yliopisto


Väitöskirjan tiivistelmä:


Aivojen tulehdusreaktiosolut Alzheimerin taudin kehittymisessä ja hoidossa

Alzheimerin taudille tyypillisiin muutoksiin kuuluu keskushermoston tulehdusreaktioihin osallistuvien solujen, mikrogliojen ja astrosyyttien aktivoituminen tietyillä aivoalueilla. Näiden solujen toiminnan ja vuorovaikutuksen tunteminen on tärkeää uusien hoitomuotojen kehittämisen kannalta. Väitöskirjatyössä selvitettiin mikrogliojen ja astrosyyttien toimintaa Alzheimerin taudin eläin- ja soluviljelymalleilla ja saatujen tulosten perusteella näiden solujen toiminnan muuntelu tarjoaa mielenkiintoisen kohteen Alzheimerin taudin hoitomuotojen kehittämiselle.

Alzheimerin tauti on yleisin dementiaan johtava sairaus, johon ei tällä hetkellä ole olemassa tehokasta hoitomuotoa. Alzheimerin taudille tyypillisiä neuropatologisia muutoksia ovat hermosoluille myrkyllisen beta-amyloidi (A?) peptidin kertyminen soluvälitilaan, liiallinen tau-proteiinin fosforylaatio sekä aivokudoksen krooninen tulehdusreaktio, jonka on omalta osaltaan ajateltu nopeuttavan taudin etenemistä. Aivojen tulehdusreaktioihin osallistuvien solujen, mikrogliojen ja astrosyyttien roolia Alzheimerin taudin synnyssä ja etenemisessä ei tällä hetkellä kuitenkaan tunneta hyvin. Hiljattain julkaistujen tutkimustulosten mukaan aivojen mikrogliat uusiutuvat verenkierron monosyyttilinjan soluista, jotka ovat peräisin luuytimestä. Näitä uusiutuvia mikroglia-soluja ei kuitenkaan ole koskaan tutkittu Alzheimerin taudin yhteydessä.

Väitöskirjatyössä tutkittiin aivojen tulehdusreaktioihin osallistuvien mikrogliojen ja astrosyyttien, sekä erityisesti verenkierrosta peräisin olevien mikrogliojen toimintaa ja vuorovaikutusta aivoihin kertyvän beta-amyloidin kanssa Alzheimerin taudin eläin- ja soluviljelymalleilla. Beta-amyloidi-peptidin myrkyllisyyttä ja kykyä aiheuttaa Alzheimerin tautiin liittyviä tulehdusreaktioita tutkittiin infusoimalla beta-amyloidia suoraan hiirten ja rottien aivoihin. Lisäksi väitöskirjassa testattiin tulehdusreaktioita estävän lääkeaineen, pyrrolidiiniditiokarbamaatin (PDTC), mahdollisuuksia Alzheimerin taudille tyypillisten muutoksien hoidossa.

Tutkimuksessa todettiin, että verenkierrosta peräisin olevien mikrogliasolujen määrä oli lisääntynyt Alzheimerin taudin hiirimallilla verrokkieläimiin verrattuna. Nämä solut vaelsivat erityisesti beta-amyloidikertymien lähelle. Lisäksi väitöskirjatyössä osoitettiin, että verenkierrosta peräisin olevat solut osallistuivat Alzheimerin tautiin liittyvien tulehdusreaktioiden välittämiseen. Suoraan aivoihin infusoituna beta-amyloidi-peptidi aiheutti muistin huononemista hiirille ja rotille suoritetuissa käyttäytymiskokeissa. Yllättävä löydös oli, ettei beta-amyloidi tästä huolimatta aiheuttanut tulehdusreaktiota aivoissa. Beta-amyloidi-peptidiä saaneiden hiirten aivoissa oli kuitenkin merkkejä alentuneesta kyvystä vastata oksidatiiviseen stressiin.

Tutkimuksessa lisäksi todettiin, että PDTC lääkehoito esti tehokkaasti Alzheimer-hiirten muistihäiriöiden syntymistä. Tämä ei kuitenkaan johtunut PDTC:n tulehdusreaktioita vähentävästä vaikutuksesta, vaan PDTC:n osoitettiin mm. estävän tau-proteiinin fosforylaatiota ja parantavan hermosolujen kykyä selviytyä beta-amyloidi-peptidin myrkyllisistä vaikutuksista.

Saadut tutkimustulokset viittaavat siihen, että luuydinperäiset mikrogliasolut osallistuvat Alzheimerin tautiin liittyviin aivojen tulehdusreaktioihin. Koska nämä solut kulkeutuvat aivoihin, ne tarjoavat mahdollisuuden esimerkiksi geenimanipuloitujen luuydinsolujen käyttöön perustuvien hoitomuotojen kehittämiseen. Tulokset lisäksi tukevat hypoteesia, jonka mukaan jo pieni määrä beta-amyloidi-peptidiä voi aiheuttaa muutoksia hermosolujen toiminnassa ja osallistua siten muistihäiriöiden syntymiseen ilman näkyvää tulehdusreaktiota aivoissa.


Kuopion yliopiston julkaisuja G. A.I.Virtanen -insitituutti. ISBN 951-27-0607-5


Kuopion yliopisto
Viestintä
tiedotus_at_uku.fi