Tutkijat löysivät lupaavia lievän aivovamman merkkiaineita

Tietyt plasman mikro-RNA-molekyylit voisivat sopia merkkiaineiksi lievän aivovamman diagnostiikkaan, osoittaa juuri julkaistu Itä-Suomen yliopiston tutkimus. Eläinmallista löydettyjen merkkiaineiden perusteella pystyttiin tunnistamaan lievä aivovamma myös osalla potilaista. Tutkimus julkaistiin International Journal of Molecular Sciences -lehdessä.

Lievää aivovammaa on vaikea todeta nykyisillä tavanomaisilla kuvantamismenetelmillä.  Suurimmalla osalla potilaista ei ole esimerkiksi tietokonetomografialla havaittavia aivojen rakenteellisia vaurioita. Lievän aivovamman diagnosointi on kuitenkin erittäin tärkeää, sillä potilaat saattavat kärsiä työkyvyn ja elämänlaadun heikentymisestä, vaikka aivoissa ei olisi näkyviä rakenteellisia vaurioita. Tällä hetkellä onkin suuri tarve tarkoille, edullisille ja laajalti käytettävissä oleville diagnostisille merkkiaineille, joiden avulla voitaisiin paremmin tunnistaa aivovammapotilaat ja ohjata heidät oireenmukaiseen, oikea-aikaiseen ja kuntouttavaan hoitoon.

Verestä mitattavat merkkiaineet mahdollistavat minimaalisesti kajoavan, kustannustehokkaan diagnostiikan. Aiempien tutkimusten perusteella monet merkkiaineet voivat luonnehtia aivovamman vakavuutta ja tarjota molekyylitason tietoa meneillään olevista haitallisista muutoksista. Nyt julkaistussa tutkimuksessa etsittiin aivovamman merkkiaineiksi soveltuvia mikro-RNA:ita. Mikro-RNA:t eli miRNA:t ovat pieniä RNA-molekyylejä, jotka säätelevät proteiineja koodaavien geenien ilmentymistä. Tutkimuksessa sekvensoitiin eläinmallista peräisin olevia veren plasmanäytteitä lievän ja vakavan aivovamman jälkeen. Sekvensointidatan perusteella lupaavimmat mikro-RNA:t valittiin polymeraasiketjureaktioon perustuvaan jatkoanalyysiin.

– Olemme kehittäneet erityisesti pieninä pitoisuuksina plasmassa esiintyville mikro-RNA-molekyyleille soveltuvaa analyysi- ja mittausmenetelmää, joka perustuu digitaaliseen polymeraasiketjureaktioon, kertoo yliopistotutkija Noora Puhakka Itä-Suomen yliopiston A.I. Virtanen -instituutista.

– Useat mikro-RNA:t ovat täysin samoja eläimillä ja ihmisillä, joten ne ovat erinomaisia ehdokkaita merkkiaineiksi translationaalisiin tutkimuksiin, joissa eläimalleilla saatuja tuloksia pyritään soveltamaan ihmisiin. Toistettavien tulosten saaminen eri tutkimusten ja aineistojen välillä on kuitenkin osoittautunut haastavaksi. Tämän vuoksi myös mittausmenetelmien laadun ja toistettavuuden arviointi on erittäin tärkeä osa merkkiaineisiin liittyvää tutkimusta.

Nyt julkaistun tutkimuksen tavoitteena oli tunnistaa lievälle aivovammalle herkkiä ja spesifisiä plasman miRNA-merkkiaineita aivovamman eläinmallissa ja selvittää, voisiko niitä käyttää lievän aivovamman toteamiseen myös ihmisillä.

–  Eläinmallista löytyi kaksi mielenkiintoista merkkiainetta, plasman miRNA:t miR-9-3p ja miR-136-3p, joita päätettiin tutkia myös aivovammapotilaiden verinäytteistä. Näiden merkkiaineiden kohonneiden pitoisuuksien perusteella voitiin tunnistaa osa lievän aivovamman kokeneista potilaista, Puhakka kertoo.

Plasman miR-9-3p ja miR-136-3p osoittautuivat siis lupaaviksi lievän aivovamman merkkiaine-ehdokkaiksi sekä eläinmallissa että potilasaineistossa. – Molempien näistä mikro-RNA:ista tiedetään esiintyvän aivoissa runsaampana kuin muissa kudoksissa, joten niiden määrän lisääntyminen plasmassa voisi mahdollisesti johtua juuri aivovammasta ja sen vakavuudesta. Lisää tutkimuksia suuremmilla potilasaineistoilla kuitenkin tarvitaan tulevaisuudessa.

Tutkimus tehtiin professori Asla Pitkäsen tutkimusryhmässä yhteistyössä Kuopion yliopistollisen sairaalan kanssa. Perinteisten laboratorioanalyysien tukena käytettiin laajasti moderneja bioinformatiikan ja koneoppimisen menetelmiä.

Lisätietoja:

Yliopistotutkija Noora Puhakka, noora.puhakka (at) uef.fi, Itä-Suomen yliopisto, A.I. Virtanen -instituutti, https://uefconnect.uef.fi/henkilo/noora.puhakka/

Professori Asla Pitkänen, asla.pitkanen (at) uef.fi, Itä-Suomen yliopisto, A.I. Virtanen -instituutti, https://uefconnect.uef.fi/henkilo/asla.pitkanen/

Tutkimusartikkeli:

Das Gupta, Shalini; Ciszek, Robert; Heiskanen, Mette; Lapinlampi, Niina; Kukkonen, Janne; Leinonen, Ville; Puhakka, Noora; Pitkänen, Asla. 2021. Plasma miR-9-3p and miR-136-3p as Potential Novel Diagnostic Biomarkers for Experimental and Human Mild Traumatic Brain Injury. Int. J. Mol. Sci. 22, no. 4: 1563. https://doi.org/10.3390/ijms22041563