Sukkulamatojen avulla uutta tutkimustietoa hajuaistin säätelystä
PIM-kinaasit ovat evolutiivisesti hyvin säilyneitä entsyymejä, joita löytyy niin ihmiseltä kuin millinmittaisilta sukkulamadoilta. Dosentti Päivi Koskisen tutkimusryhmä Turun yliopiston biologian laitokselta on aiemmin osoittanut PIM-kinaasien edistävän syöpäsolujen liikkuvuutta ja hengissä säilymistä, mutta nyt ryhmä on havainnut niiden säätelevän myös hajuaistin toimintaa.
Fluoresoivalla merkkiaineella leimattua PIM-kinaasia sukkulamadon hermostossa ja suolistossa. (Kuva: Karunambigai Kalichamy)
Tuore tutkimustulos syntyi uusien työkalujen inspiroimana. Koskisen ryhmä oli tutkinut PIM-estolääkkeiden tehoa syöpäsoluissa, ja päätti kokeilla, voisiko niillä olla vaikutuksia myös normaalikudoksissa.
– Erityisesti halusimme tutkia hajuhermojen toiminnan säätelyä, sillä olimme havainneet PIM-kinaasien ilmenevän hiiren hajuepiteelikudoksessa. Koe-eläimeksi valitsimme kuitenkin hiiren sijasta selkärangattoman Caenorhabditis elegans -sukkulamadon, jolla ei ole kuin 302 hermosolua, mutta joka silti pystyy tehokkaasti erottelemaan houkuttelevia tai karkottavia hajuja ja makuja toisistaan, ja osaa siten sekä löytää ruokaa että välttää vaaraa, Koskinen kertoo.
Dosentti Carina Holmberg Helsingin yliopistosta toimi asiantuntijana, kun sukkulamatojen viljely käynnistettiin Turussa. Varsinaisia kokeita varten Koskisen ryhmään rekrytoitiin intialainen tutkija Karunambigai Kalichamy, jolla oli jo aiempaa kokemusta näiden pienten ja vaatimattomien koe-eläinten käytöstä ja käyttäytymisestä.
Kalichamy suoritti niin sanottuja kemotaktisia kokeita, joissa hän mittasi sukkulamatojen liikkeitä kohti erilaisia haihtuvia tai liukoisia aineita, ja vertasi PIM-estolääkkeellä käsiteltyjä eläimiä käsittelemättömiin kontrolleihin.
– Käsittelemättömät sukkulamadot lähtivät oitis luikertelemaan kohti houkuttelevia aineita, tai pakenivat suin päin pois, jos aineet olivat epämiellyttäviä. Niiden makuaisti toimi mainiosti myös silloin, kun PIM-kinaasien toiminta oli estetty. Sukkulamatojen hajuaisti sen sijaan häiriintyi lääkityksestä niin pahoin, etteivät ne enää osanneet suunnistaa hajun mukaan, vaan sukkuloivat satunnaisesti eri suuntiin, Kalichamy kertoo.
Kyseessä ei ollut vain lääkkeen sivuvaikutus, sillä samanlaisia tuloksia saatiin myös silloin, kun PIM-geenien ilmeneminen estettiin kohdennetuin mutaatioin.
– Seuraavaksi olisi mielenkiintoista tutkia tarkemmin PIM-kinaasien molekyylitason vaikutuksia sekä selvittää, säätelevätkö ne hajuaistin toimintaa myös ihmisellä ja muilla nisäkkäillä. Tulokset voisivat evoluutiobiologien lisäksi kiinnostaa myös lääkeyhtiöitä, sillä jos PIM-estolääkkeet nopeasti, mutta onneksi ohimenevästi heikentäisivät syöpäpotilaiden hajuaistia, voitaisiin ilmiön avulla arvioida parhaillaan kehitteillä olevien täsmähoitojen vaikuttavuutta, Koskinen toteaa.
Suomen Akatemian rahoittaman tutkimuksen tulokset on julkaistu eNeuro-lehdessä, joka on arvostetun Journal of Neuroscience -lehden uusi, avoimesti tarjolla oleva elektroninen sisarlehti. Artikkeli löytyy osoitteesta: https://doi.org/10.1523/ENEURO.0003-19.2019
Kuva medialle: https://apps.utu.fi/media/tiedotteet/sukkulamato.jpg
Fluoresoivalla merkkiaineella leimattua PIM-kinaasia sukkulamadon hermostossa ja suolistossa. (Kuva: Karunambigai Kalichamy)
Lisätietoa:
Päivi Koskinen
Turun yliopiston biologian laitos
p. 029 450 4218, paivi.koskinen@utu.fi