Julkaistu: 3.4.2025
Teksti: Diego Balboa
Toimitustyö: Viestintätoimisto Jokiranta Oy

Diabetes vaikuttaa maailmanlaajuisesti yli 550 miljoonan ihmisen elämään. Toistaiseksi diabeteksen hoidossa on keskitytty lähinnä verensokeripitoisuuksien hallintaan eikä niinkään taudin syiden selvittämiseen. Genomin muokkaukseen käytettävän teknologian viimeaikainen kehitys on kuitenkin avannut uusia mahdollisuuksia tiettyjä diabeteksen tyyppejä aiheuttavien geenivirheiden korjaamiseen. Nyt tutkijat selvittävät, voidaanko genomin muokkauksella korjata geenimutaatioita, jotka aiheuttavat vastasyntyneillä neonataalidiabetesta. Tavoitteena on löytää uusia vaihtoehtoja pitkäaikaishoitoon.

Monogeenisen diabeteksen hoito haasteellista

Diabeteksen aiheuttaa yleensä autoimmuunireaktio, joka tuhoaa elimistössä insuliinia tuottavia haiman beetasoluja (tyyppi 1) tai aiheuttaa häiriöitä niiden toimintaan (tyyppi 2). Näiden kahden tyypin lisäksi on olemassa myös harvinaisia, yksittäisistä geenimutaatioista johtuvia diabeteksen muotoja, joista käytetään nimeä monogeeninen diabetes. Yksi näistä on vastasyntyneillä ilmenevä pysyvä neonataalidiabetes (engl. Permanent Neonatal Diabetes Mellitus, PNDM). Se johtuu geenivirheistä, jotka vaikuttavat insuliinin tuotantoon ja eritykseen haiman beetasoluissa.

Tällä hetkellä neonataalidiabeteksen hoitona on elinikäinen insuliinihoito, joka ei kuitenkaan paranna itse sairautta vaan auttaa pitämään sen hallinnassa. Parempi lähestymistapa olisikin korjata diabetesta aiheuttava geenimutaatio ja siten palauttaa potilaan omien solujen normaali insuliinituotanto. Korjaamiseen voidaan käyttää genomin muokkauksen eli genomieditoinnin menetelmää, joka tunnetaan nimellä CRISPR.

Miten CRISPR-genomieditointi toimii?

CRISPR on edistyksellinen genomin muokkaustekniikka, jonka avulla on mahdollista vaihtaa yksittäinen DNA-emäs solun genomissa. Genomieditoinnin menetelmien viimeaikainen kehittyminen avaa ennennäkemättömiä mahdollisuuksia geenivirheiden turvalliseen korjaamiseen.

Perinteisessä CRISPR-Cas9-menetelmässä solujen DNA-rakenne katkaistaan, kun taas emäsmuokkauksen (engl. base editing) ja alukemuokkauksen (engl. prime editing) avulla genomiin voidaan tehdä tarkkoja muutoksia sen eheyttä vaarantamatta. Prekliinisissä tutkimuksissa on osoitettu emäs- ja alukemuokkauksen potentiaali synnynnäisen sokeuden, maksan entsyymipuutosten ja immuunipuutoksen korjauskeinona, mikä tekee siitä lupaavan strategian myös monogeenisen diabeteksen hoitoon.

Testaamme tutkimuksessamme tätä mahdollisuutta käyttämällä laboratoriossa kasvatettuja kantasolusaarekkeita (engl. stem cell-derived islets), jotka muistuttavat luonnollisia haiman saarekesoluja. Siirtämällä kantasolusaarekkeita koe-eläimiin ja käyttämällä CRISPR-menetelmää tutkijat voivat arvioida geenin korjauksen vaikuttavuutta elävässä järjestelmässä. Onnistuessaan tämä tekniikka avaa tietä kliiniselle käytölle ja tarjoaa potentiaalisen hoitokeinon neonataalidiabetekseen.

Kokeelliset mallit vauhdittavat uusien hoitojen kehittämistä

Diabeteksen mekanismeista lisätietoa antavat kokeelliset mallit ovat kriittisen tärkeitä entistä parempien hoitojen kehityksessä. CRISPR-genomieditointi on lääketiedettä mullistava tekniikka. Tavoitteenamme on optimoida siitä työkalu, jonka avulla haiman saarekkeiden toiminta voidaan palauttaa. Haluamme löytää parhaat strategiat mutaatioiden korjaamiseen in vitro ja in vivo ja siten vauhdittaa genomin muokkaukseen perustuvien diabeteshoitojen kehitystyötä.

Diabeteksen yleisyyden vuoksi uusien hoitovaihtoehtojen löytäminen on kiireellistä. Tutkimuksemme keskittyy kantasoluja ja genomin muokkausta koskevien tutkimustulosten hyödyntämiseen uusien hoitomuotojen kehittämisessä. Tavoitteenamme on, että genomin muokkaukseen perustuvat geenihoidot voisivat pitkällä aikavälillä keventää merkittävästi diabeteksen aiheuttamaa yhteiskunnallista ja taloudellista taakkaa sekä auttaa miljoonia ihmisiä maailmanlaajuisesti.

 

 

Diego Balboa, PhD, toimii tutkimusryhmän johtajana Helsingin yliopiston lääketieteellisessä tiedekunnassa. Genomin muokkausmenetelmiä ja kantasoluja koskevassa tutkimuksessaan hän selvittää molekulaarisia mekanismeja, jotka liittyvät haimasaarekkeen kehitykseen ja diabetekseen.

 

 

Pääkuva: Ihmisen pluripotenteista kantasoluista erilaistettuja haiman saarekesoluja. (c) Diego Balboa

Linkkejä:

• https://www.nature.com/articles/s41587-022-01271-9
• https://www.duodecimlehti.fi/duo16763

• https://www.nature.com/articles/d41586-024-04102-w

• https://1in6b.com/