Itä-Suomen yliopiston uusissa JPND-hankkeissa tutkitaan kohdennettua ultraääntä ja monialaisia interventioita dementian ehkäisyssä

Kaksi Itä-Suomen yliopiston koordinoimaa neurotieteiden tutkimushanketta on saanut merkittävän rahoituksen EU:n JPND-ohjelmasta. Professori Tarja Malmin johtamassa hankkeessa tutkitaan kohdennetun ultraäänen vaikutusmekanismeja Alzheimerin taudin ehkäisyssä ja sen etenemisen hidastamisessa. Apulaisprofessori Alina Solomon puolestaan johtaa hanketta, jossa tarkastellaan monialaisten interventioiden lyhyen ja pitkän aikavälin vaikutusmekanismeja dementian ehkäisyssä.

JPND-hankkeita rahoitetaan kansallisten rahoittajien ja Euroopan unionin yhteistyönä. Suomessa rahoitusta myöntää Suomen Akatemia.

Kohdennettu ultraääni yhdistettynä lääkehoitoon edistää beeta-amyloidin poistoa aivoista

Kohdennettu ultraääni on uraauurtava, kajoamaton aivostimulaatiomenetelmä, joka voi avata uusia mahdollisuuksia Alzheimerin taudin hoitoon. Sen avulla voidaan tilapäisesti avata veri-aivoeste ja aktivoida mikrogliasoluja poistamaan beeta-amyloidia, jota taudissa tyypillisesti kertyy aivoihin.  Menetelmän jalkauttaminen laajasti potilaiden hoitoon edellyttäisi kuitenkin tarkempaa tietoa näiden hyödyllisten vaikutusten taustalla olevista molekyylitason mekanismeista.

Professori Tarja Malmin A. I. Virtanen -instituutissa johtamassa REBALANCE-hankkeessa pyritään selvittämään, minkä solu- ja molekyylitason vaikutuskohteiden ja -mekanismien kautta kohdennettu ultraääni lisää aivojen puhdistumista ja saa aikaan hoitovasteen Alzheimerin taudissa. Hankkeen osapuolet ovat aiemmin osoittaneet, että aivojen stimulointi kohdennetulla ultraäänellä on tehokasta sekä yksistään että yhdistettynä verenkiertoon ruiskutettuihin mikrokupliin.

– Oletamme, että kohdennettu ultraääni aktivoi aivoissa niin sanotut mekanosensitiiviset Piezo1-kanavat, mikä auttaa mikroglioja poistamaan beeta-amyloidia tehokkaammin ja syntyvää jätettä poistumaan aivoista verenkiertoon. Tätä edistää sekä aivojen glymfaattisen virtauksen kiihtyminen että veri-aivoesteen hetkellisesti suurempi läpäisevyys. Veri-aivoesteen läpäisevyyden kasvaessa aivoihin saadaan myös vietyä lääkkeitä, joilla beeta-amyloidin poistoa voidaan vielä tehostaa, Malm sanoo. Mekanistisella tutkimuksella selvitetään veri-aivoesteen läpäisevyyden, mikrogliavälitteisen beeta-amyloidin poiston ja glymfaattisen virtauksen kasvusta vastaavat solutason toimijat ja vaikutusreitit. Tutkimuksen odotetaan edistävän eläimillä saatujen tulosten osoittamista myös ihmisillä ja avaavan mahdollisuuksia tehokkaammalle Alzheimerin taudin hoidolle.

REBALANCE-hankkeeseen osallistuvat myös Toronton yliopisto, Latvian yliopisto, Luxemburgin yliopisto, Leidenin yliopisto, INSERM-tutkimuslaitos ja Ranskan kansallinen tutkimuslaitos ANR.

Dementiaan liittyy monia riskitekijöitä ja ehkäisymahdollisuuksia

Dementian synty on monimutkainen ja monitekijäinen prosessi, johon liittyy eri riskitekijöiden yhteisvaikutuksista johtuvia solu- ja molekyylitason poikkeavuuksia. Moniin riskitekijöihin voidaan vaikuttaa, mutta vain yhteen tai muutamaan niistä keskittymällä ei ole saatu merkittävää pitkäaikaista hyötyä. Lupaavana pidetään monialaista lähestymistapaa, jossa pyritään vaikuttamaan samanaikaisesti useampaan riskitekijään.

Useissa monikansallisissa tutkimuksissa on osoitettu, että monialaisilla interventioilla voidaan tukea kognitiivisia toimintoja ja toimintakykyä henkilöillä, joilla on kohonnut riski sairastua dementiaan tai jo Alzheimerin tautia ennakoivia muutoksia. Vaikutukset ovat olleet myös pitkäkestoisia. Kliinisen lääketieteen yksikön apulaisprofessori Alina Solomonin koordinoimassa Multi-MeMo-hankkeessa yhdistetään tämä tieto kokeellisiin molekyyli-, solu- ja eläinmalleihin, joiden avulla tutkitaan, millaisten mekanismien kautta hyödylliset vaikutukset syntyvät.

– Hypoteesimme on, että monialaisten interventioiden teho voi johtua erilaisten mekanismien toisiaan tehostavista yhteisvaikutuksista, jotka mahdollisesti liittyvät amyloidi- ja tau-proteiineihin, mutta eivät luultavasti pelkästään niihin, Solomon sanoo.

Vaikutusmekanismit voivat liittyä esimerkiksi aivojen hermoyhteyksien muovautuvuuteen, tulehdus- ja immuunivasteeseen, glukoosi- ja lipiditasapainoon, energia-aineenvaihduntaan, hermokasvutekijöihin, insuliinisignalointiin, verisuonten toimintaan, stressihormonitason muutoksiin ja hapetusstressiin.

Monialaisten dementian ehkäisyinterventioiden mekanistista perustaa tutkitaan hankkeessa käyttämällä kokeellisia molekyyli-, solu- ja eläinmalleja, jotka vastaavat ihmisillä toteutettuja lääkkeettömiä tutkimusasetelmia. Tulokset validoidaan interventiotutkimusten potilasaineistoilla. Lisäksi selvitetään erityyppisten interventioiden tehokasta ajoitusta ja tutkitaan psykologisten ja sosiaalisten tekijöiden merkitystä. Eri interventioista on saatavilla seurantatietoja jopa 11 vuoden ajalta, ja niistä tutkitaan, millaisista tekijöistä voitaisiin ennakoida intervention yksilöllistä lyhyen ja pitkän aikavälin tehoa. 

Hankkeen odotetaan tuottavan entistä paremman, eri vaikutusmekanismeihin monialaisesti kohdistuvan interventiomalliin, jossa lääkkeettömät menetelmät ja lääkehoidot vahvistavat toistensa vaikutuksia. Tulokset voivat lopulta mahdollistaa oikea-aikaiset, yksilölliset interventiot, joilla voidaan tehokkaasti ehkäistä tai viivästyttää dementian puhkeamista.

Multi-MeMo-hankkeeseen osallistuvat lisäksi saksalainen Saarlandin yliopisto, Amsterdamin yliopiston lääketieteellinen keskus, espanjalainen lääketieteen tutkimuslaitos Hospital del Mar, Slovakian tiedeakatemia ja Alzheimer Europe -järjestö.

Hankkeen kokonaisbudjetti on noin 1,69 miljoonaa euroa.

Lisätietoja:

Professori Tarja Malm, https://uefconnect.uef.fi/en/person/tarja.malm/

Apulaisprofessori Alina Solomon, https://uefconnect.uef.fi/en/person/alina.solomon/