Uusi lääkehoito hyperinsulinismiin voi löytyä kantasolujen avulla

Synnynnäisestä hyperinsulinismista kärsivä vastasyntynyt on usein isokokoinen. Hän voi olla unelias, veltto ja ärtyisä sekä kärsiä syömisvaikeuksista. Hallitsemattomasta insuliininerityksestä johtuva liian alhainen verensokeri saattaa hoitamattomana johtaa tajuttomuuteen ja jopa kuolemaan. Hoidettunakin jatkuvista hypoglykemioista on haittaa, ja beetasolujen väsyminen johtaa ajan myötä diabeteksen puhkeamiseen.

– Hypoglykemia vaikuttaa keskushermostoon ja voi siksi aiheuttaa neurologisia ongelmia. Pitkittäistutkimuksissa on osoitettu, että parhaalla nykyhoidollakin hyperinsulinismista kärsivillä esiintyy oppimisvaikeuksia, joiden todennäköinen syy ovat hypoglykemiat, Väinö Lithovius kertoo.

Insuliininerityksen hillitsemiseen tarvitaan jatkuva lääkehoito, ja nykyisin käytettävissä oleva lääkitys ei läheskään aina riitä. Tällöin hyperinsulinismin ainoa hoitomuoto on haiman poistaminen joko osittain tai kokonaan.
Leikkaushoitoon päädytään tavallisesti jo lapsen ensimmäisten elinkuukausien aikana.

– Tästä seuraa diabeteksen puhkeaminen, ja potilaille aiheutuu myös ruuansulatusentsyymien puutos. Lisäksi osalle jää riski vakaviin hypoihin, Lithovius mainitsee leikkauksen ei-toivottuja vaikutuksia.

Harvinainen tila

Synnynnäinen hyperinsulinismi on onneksi harvinainen. Se todetaan Suomessa noin yhdellä vastasyntyneellä 50 000:sta, mutta eräillä alueilla esiintyvyys on suurempaa.

– Sairaus on perinnöllinen, ja tautigeenit ovat tihentyneet seuduilla, joissa on paljon verisukulaisuutta. Näillä alueilla hyperinsulinismia esiintyy enimmillään yhdellä kolmestatuhannesta vastasyntyneestä, Lithovius selvittää.

Sairauden harvinaisuus on yksi syy siihen, miksi siihen kohdistuvia hoitoja on haastavaa tutkia ja löytää: tutkimuspotilaat eivät voi auttaa tutkimusta samaan tapaan kuin esimerkiksi tyypin 1 tai tyypin 2 diabetekseen kohdistuvassa tutkimuksessa.

Väinö Lithovius työskentelee professori Timo Otonkosken tutkimusryhmässä, jossa on kehitetty yksi ratkaisu tähän haasteeseen.

Helsingin yliopistossa työskentelevä ryhmä hallitsee menetelmän, jolla se ohjaa monikykyisiä ihmisen kantasoluja erilaistumaan sekä rakenteeltaan että toiminnaltaan normaaleiksi kypsiksi haimasaarekkeiksi. Ne reagoivat verensokeritason muutoksiin yhtä hyvin kuin elinluovuttajilta eristetyt haimasaarekkeet. Monikykyisiä kantasoluja saadaan ohjelmoimalla uudelleen esimerkiksi ihon tai veren soluja.

Tutkimusryhmän luomalla mallilla on mahdollista tutkia, millä eri tavoilla diabetes syntyy sekä miten sitä voidaan hoitaa ja ehkäistä. Malli tarjoaa ainutlaatuisen mahdollisuuden myös synnynnäisen hyperinsulinismin tutkimiseen.

– Tarkastelemme tautia laboratoriossamme sekä solutasolla että eläinmalleissa eli hiirissä, joihin olemme siirtäneet ihmisperäisiä mutatoituja kantasoluja, Lithovius selvittää.

Tavoitteena uusi lääkehoito

Lithovius kertoo, että tehokkain insuliinineritystä vähentävä lääke on tehoton yleisimmästä hyperinsulinismin muodossa.

– Eikä täydentävillä toisen linjan lääkkeilläkään saada aina riittävää vastetta näillä vakavimmista geenimutaatioista kärsivillä potilailla.

Lithoviuksen tavoitteena on löytää uusi nykyisten lääkeaineiden tehoa vahvistava lääke, jolla liiallista insuliinineritystä voitaisiin hillitä paremmin tuloksin ja näin mahdollisesti vähentää tarvetta haimanpoistoleikkauksiin.

– Tutkimukseni kohdistuu sellaisiin lääkevalmisteisiin, joita käytetään jo nyt jonkin toisen sairauden hoitoon. Saamani tulokset ovat lupaavia, ja olen toiveikas sen suhteen, että hakemani lääkeaine löytyy.

Mikäli Lithovius onnistuu tavoitteessaan, on seuraava askel lääkeainekandidaatin saaminen potilastutkimuksiin.

– Suomessa tämä ei ole mahdollista muun muassa siksi, että potilasjoukko on äärimmäisen pieni. Tutkimusryhmällämme on yhteys Yhdysvalloissa toimivaan tutkimuskeskukseen, jossa tutkimustani voidaan toivottavasti viedä edelleen eteenpäin.

Lithoviuksen tulevat omat tavoitteet kiertyvät edelleen kantasolututkimuksen ja kantasoluista kasvatettujen haiman saarekkeiden ympärille.

– Kantasolusaarekkeissa on yhä paljon epäpuhtauksia, joista voi aiheutua haittaa potilaille. Tällä alueella tarvitaan vielä paljon tutkimus- ja kehitystyötä, jotta solusiirteisiin perustuvista hoidoista saadaan turvallisia ja tehokkaita.

Solusiirrot kiikarissa

Monikykyisistä kantasoluista kasvatettuja kantasolusaarekkeita on jo siirretty diabetesta sairastaville ihmisille ainakin Yhdysvalloissa. Suomessa ihmisperäisillä kantasolusaarekkeilla on toistaiseksi korjattu hiirille aiheutettu diabetes.

– Siirto on laboratoriossa kasvatetuille soluille shokeeraava. Ne kärsivät helposti hapen ja ravinteiden puutteesta, ja iso osa solumassasta tuhoutuu. Hoidot ovat kalliita, ja siirrettyjen solujen kestävyyttä täytyy kyetä parantamaan, Lithovius kuvaa.

Jos solumassassa on epäpuhtauksia eli se sisältää myös ei-toivottuja soluja, voivat nämä solut menestyä toivottuja soluja paremmin, ja siirteen sisään saattaa vähitellen alkaa kehittyä esimerkiksi nesteen täyttämiä rakkuloita eli kystia.

Lithovius on ollut mukana epäpuhtauksien havaitsemista helpottavan kuvantamismenetelmän kehittämisessä, ja on tehnyt yhteistyötä Turussa toimivan PET-keskuksen ja professori Pirjo Nuutilan kanssa.

– PET-kameran kuva näyttää, mikä on siirteen koko ja merkkiaineen signaalin vahvuus kertoo siitä, kuinka paljon siirteessä on beetasoluja. Siirteen kasvu voi viitata siihen, että ei-toivottujen solujen määrä on suuri, Lithovius kertoo PET-keskuksessa kuvatuista hiiristä saaduista kokemuksista.

Lithovius haaveilee, että diabeteksen parantamiseen tähtääviä kantasolusiirtoja voitaisiin tulevaisuudessa tehdä ihmisille myös Suomessa.

– Toivon oman tutkimuspanokseni myötävaikuttavan siihen, että nämä hoidot paitsi mahdollistuvat myös onnistuvat, hän kertoo tavoitteistaan.

Potilastyö auttaa fokusoimaan

Väitöstilaisuutensa jälkeen Saksaan post doc -tutkijaksi suuntaavaa Lithovius päätyi diabetestutkimuksen pariin jo varhain. Luonnontieteistä ja tutkimuksesta kiinnostunut ylioppilas pääsi Helsingin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan tutkimuspainotteiseen koulutusohjelmaan, ja aloitti työskentelyn Otonkosken tutkimusryhmässä hieman yli 20-vuotiaana.

– Käytännössä opiskelin päivät lääketiedettä ja vietin iltoja laboratoriossa tutkimusprojektien parissa, Lithovius muistelee urakointiaan viime vuosikymmenellä.

Lääkäriksi valmistumisensa jälkeen pienen tytön isä on keskittynyt tutkimukseen. Sen ovat mahdollistaneet hänen saamansa eri säätiöiden kannustusapurahat sekä Otonkosken tutkimusryhmän muun muassa säätiöiltä ja Suomen Akatemialta saama rahoitus.

– Haaveeni on, että voisin Saksasta palattuani jatkaa tutkimusta minua kaikkein eniten kiehtovan aiheen eli regeneratiivisen lääketieteen parissa ja perustaa oman tutkimusryhmän.

Regeneratiivinen lääketiede kytkeytyy kantasolututkimukseen. Sillä tarkoitetaan virheellisesti toimivien kudosten korjaamista tai puuttuvien elinten korvaamista käyttämällä esimerkiksi geenejä ja soluja.

Lithovius työskentelee ajoittain myös lääkärinä, ja pitää potilastyön osaamista tärkeänä tutkimuksenkin kannalta.

– Kun käytännössä näen, mikä aidosti hyödyttää potilaita, osaan toivoakseni tutkimuksessa keskittyä oikeasti merkityksellisiin asioihin, vapaa-aikanaan muun muassa pyöräilyä ja ruuanlaittoa harrastava 31-vuotias pohtii.