Solun hapenpuute ja solusäätelyn häiriöt vauhdittavat syövän etenemistä (Väitös: FM Pekka Heikkinen, 11.12.2015, biokemia ja genetiikka)
Solujen pitkittynyt hapenpuute ja kasvutekijöiden epätasapaino edesauttavat syöpäsolujen selviämistä. Turun yliopistossa väittelevä Pekka Heikkinen löysi mekanismin, joka saattaa edistää solujen muuttumista pahanlaatuisiksi.
Turun yliopiston tiedote 2.12.2015
Hapensaanti ja kasvutekijät vaikuttavat elimistömme solujen toimintaan ja kasvuun. Happi on erittäin tärkeä tekijä solujen energiantuotannossa, ja hapenpuutteessa solut mukauttavat toimintaansa estääkseen ajautumisen ohjattuun solukuolemaan.
– Normaaliin ohimenevään hapenpuutteeseen, esimerkiksi korkeanpaikanleirillä, elimistö sopeutuu lisäämällä punasolujen määrää ja aktivoimalla uusien verisuonten muodostumista, jolloin kudosten hapensaanti tehostuu. Syöpäkasvaimissa puolestaan on voimakkaan kasvun seurauksena pitkittyneestä hapenpuutteesta kärsiviä syöpäsoluja, Heikkinen kertoo.
Pitkittynyt hapenpuute ja kasvutekijöiden epätasapaino luovat tilanteen, jossa vain pahanlaatuisimmat solut selviävät. Tuloksena voi syntyä solu, joka pystyy muodostamaan etäpesäkkeen ja levittämään syöpää.
Väittelijän löytö auttaa ymmärtämään haastavaa lääkekehityskohdetta
Happi ja kasvutekijät, kuten TGF-β, ovat keskeisiä solujen kasvua ja toimintaa sääteleviä tekijöitä. Syöpäsoluissa näiden tekijöiden normaali tasapaino on häiriintynyt. Heikkinen löysi uuden mekanismin, jolla TGF-β:n vaste muuntuu hapenpuutteessa. Löydös lisää yhden palasen monimutkaiseen TGF-signaalitiehen, joka on jo pitkään ollut lääkekehityskohteena.
– Tämä ei ehkä avaa suoraan uutta lääkekehitysprojektia, mutta osaltaan selittää miksi TGF-β-signalointiin tähtäävien syöpälääkkeiden kehittäminen ei ole aivan yksinkertaista, Heikkinen pohtii.
TGF-β on tärkeä solujen kasvua ja erilaistumista ohjaava kasvutekijä. TGF-β-signaalitiessä solunsisäisiä viestinviejiä ovat Smad2- ja Smad3-proteiinit, jotka aktivoidaan eli fosforyloidaan TGF-β:n vaikutuksesta. Fosforyloidut Smad-proteiinit aktivoivat geenien ilmentymistä ja säätelevät näin solujen toimintaa. Smad2- ja Smad3-proteiinien aktiivisuuksien tasapaino on tärkeää solujen normaalille toiminnalle. Normaalitilanteessa Smad7-proteiini säätelee sekä Smad2:n että Smad3:n aktivaatiota.
Väitöstutkimuksessaan Heikkinen osoittaa, että hapenpuutteessa proteiinifosfataasi 2A defosforyloi eli inaktivoi vain Smad3-proteiinin Smad7-välitteisesti. Tämä johtaa Smad2- ja Smad3-proteiinien aktivaation epätasapainoon. Havaittu mekanismi saattaa edesauttaa solujen muuntumista pahanlaatuisiksi.
***
Perjantaina 11. joulukuuta 2015 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (Sanitas, Salus-sali, Lemminkäisenkatu 1, Turku) julkisesti tarkastettavaksi filosofian maisteri Pekka Heikkisen väitöskirja Modulation of TGF-β Signaling by Hypoxia. Virallisena vastaväittäjänä toimii dosentti Kaisa Lehti Helsingin yliopistosta ja kustoksena dosentti Panu Jaakkola Turun yliopistosta.
FM Pekka Heikkinen on syntynyt vuonna 1978. Ylioppilastutkintonsa hän suoritti 1997 Kuopion klassillisessa lukiossa Kuopiossa ja filosofian maisterin tutkintonsa 2003 Turun yliopistossa. Nykyisin väittelijä toimii tutkijana Orion Pharmassa. Väitös kuuluu lääketieteellisen biokemian ja genetiikan alaan.