Suomalaisia prekliinisiä liikehäiriötutkimuksia 2025

Airavaara/hänen ryhmänsä on mukana neljässä raportissa, joista tosin yksi on pyydetty kommentti julkaistuun tutkimukseen (1). Kirjoitus käsittelee hämmästyttävää apinatutkimusta (Steece-Collier, K., Caulfield, M.E., Vander Werp, M. J., Muller, S.J., Stancati, J.A., Chu, Y., Sandoval, I.M., Collier, T.J., Kordower, J.H., and Manfredsson, F.P. (2025). Disease-modifying, multidimensional efficacy of putaminal CaV1.3-shRNA gene therapy in aged parkinsonism male and female macaques. Mol. Ther. 33, 4338–4359. https://doi.org/10.1016/j. ymthe.2025.05.027.), joka todistaa, että PD:n apinamallia vanhoilla yksilöillä voidaan hoitaa dopamiinikorvaushoidon sijasta tietyn Ca⁺⁺-kanavan (CaV1.3) salpaajilla. Ts. dopamiinille ominainen vaikutus saadaan aikaan tämän kanavan toiminnan alentamisella eikä dopamiinia tarvita. Itse asiassa L-dopa hoito oli näillä vanhoilla apinoilla tehoton. Tällainen havainto avaa aivan ennen näkemättömiä mahdollisuuksia lääkekehitykselle. Airavaara itse työskentelee toisen ionikanavan parissa, ja tuloksia siitä vasta odotellaan.

Ryhmän tärkein tutkimus 2025 (3; Er ym.) käsittelee totuttuun tapaan GDNF-hermokasvutekijän positiivisia vaikutuksia jalostetussa hiiren fibrillimallissa, jonka dopamiinisoluja vaurioittavaa vaikutusta on tässä pyritty vielä lisäämään laktokystiinillä. Se estää 20S proteosomin toimintaa, ja aine on ollut yksi ns. toksiinimallin myrkyistä. Laktokystiini ei juurikaan lisännyt fibrillimallin tehoa eikä yksinään lisännyt fosforyloituneen ⍺-synukleiinin (aSyn) määrää, kuten fibrillit tekivät. Oireita se kyllä aiheutti. GDNF:n suoja toimi vain fibrillimallissa, ei lainkaan laktokystiinimallissa. Jyrsijöillä on yksinkertaista yrittää matkia PD:a (Parkinsonin tautia), mutta mallit eroavat suuresti toisistaan ja avoimeksi jää, mikä on paras. Toksiinien annostelun ajoituksella on suuri merkitys. Kuvassa on esitetty keskeinen tulos, jonka hajonnat ovat ehkä huolestuttavan suuria (julkaisun kuva 3).

Airavaaralla on myös yhteistyötä puolalaisten tutkijoiden kanssa. Yksi ”teknologinen” tutkimus käsitteli luonnon omaa aihetta trehaloosia (7; Maruf ym.), jolla on jossain muodossa FDA:n hyväksymä käyttö useisiin hermorappeumasairauksiin. Trehaloosi on disakkaridi, siis sokeri, joka hajoaa helposti ja pääsee huonosti aivoihin. Koska se kuitenkin lisää autofagiaa ja vähentää aSyn-määrää aivoissa, sen farmakokinetiikan parantaminen on tarpeellista. Tähän tarkoitukseen tutkittiin nanogeelejä, jotka hiljalleen vapauttavat trehaloosia ja suojaavat sitä. Tässä soluviljelytyössä (hippocampuksen primaarisolut) indusoidut aSyn ja sakkaumat voitiin osittain poistaa trehaloosi-geelikäsittelyllä. Kuvassa keskeinen tulos (julkaisun kuva 2, paneelit B ja C). Geeli voi soveltua muuhunkin käyttöön.

Teknisluoteinen on toinenkin puolalaistutkimus (15). Siinä kehitettiin uusia peptidimimeettejä aktivoimaan suoraan proteosomeja ja tavallaan avattiin uusi tutkimuslinja PD:n hoitoa ajatellen. Kokeet tehtiin aivosoluviljelmillä ja PD:a mallitettiin fibrilleillä. Tutkituista 11 polypeptidistä 2 oli aktiivisia ja niiden peptidaasiaktiivisuus oli 8 – 24 kertaa normaalia suurempi. EC₅₀ oli n. 1 µM eli ei kovin pieni. Dipeptidit myös läpäisivät solukalvoja ja alensivat fosforyloidun aSyn:n pitoisuuksia. Myös sekä aSyn että tau-proteiinin määrät alenivat – siis kaikki tapahtui soluviljelmissä. Tätä on selitetty julkaisusta lainatussa kuviossa (Kuva 4; toinen kuva abstraktista).

Kuva 3. Muutamien peptidomimeettien yleisrakenne ja vaikutuksia proteaasiaktiivisuuteen (ylempi paneeli) ja aSyn sakkaumiin (alempi paneeli).

Lehtosen ryhmä Kuopion AIV:ssa on myös ollut aktiivinen. Albert ym. (2) jatkoi tutkimuksia ihmisen mikroglian estovaikutuksesta aSyn sakkautumisessa. Mikroglia tuotettiin pluripotenteista kantasoluista, jotka siirrettiin immunovajaisiin hiiriin ja, joille tuotettiin PD-patologiaa fibrillejä lisäämällä. Mikroglia todella esti aSyn kulkeutumista striatumista s. nigraan, jossa aSyn sakkaumat vähenivät, parhaiten tilanteessa, jossa mikroglia oli siirretty ennen fibrillejä. Tyrosiinihydroksylaasipositiivisissa neuroneissa oli vain niukasti muutoksia mikroglian antamisen jälkeen.  Fibrillit, mikroglian ohella, vaikuttivat 56 geenin ilmentymiseen ja muutoksia oli useissa hermorappeumaan liittyvissä toiminnoissa, mm. solunsisäisessä verkostossa, ubiquitiini-riippuvaisessa proteolyysissä ja autofagiassa. Merkittävimmin nousi hypokretiniini (7,77-kertaiseksi), huomattavin lasku liittyi mitokondrioiden toimintaan.

Niskasen ym. raportti fibrillien ja mikroglian vuorovaikutuksesta käsiteltiin jo vuoden 2024 katsauksessa (10). (Uptake of alpha-synuclein preformed fibrils is suppressed by inflammation and induces an aberrant phenotype in human microglia. Glia. 2025;73:159–174. https://doi.org/10.1002/glia.24626(avautuu uuteen ikkunaan, siirryt toiseen palveluun)).

Panula oli mukana brittiläisessä zebrakalatutkimuksessa (4; Fargher ym.), jonka loppupäätelmä oli, ettei ACMSD (⍺-amino-β-carboxy-muconate-ε-semialdehyde decarboxylase) liity PD:n patologiaan, vaikka viitteitä oli esitetty. ACMSD-vajaita kaloja tuotettiin CRISPR/Cas9-tekniikalla. Kinoliinihapon pitoisuus nousi, mutta dopamiinijärjestelmässä ei havaittu mitään muutoksia.

Ainoa Myöhäsen ryhmän raportti (5; Kilpeläinen ym.) selvitti uuden PREP-ligandin (prolyyli oligopeptidaasiin sitoutuvan yhdisteen) HUP-46 tehoa mm. aSyn-lisäykseen perustuvassa hiirimallissa. Vertailuna oli perinteinen PREP-estäjä KYP-2047. Virusvektorin avulla siirrettiin mutantti aSyn-geeni (AAV-A53T-aSyn) toiseen s. nigraan. Hoitoja annettiin Alzet-minipumpuilla 4 viikon ajan annoksella 10 mg/kg/päivä. Sylinteritestin tulokset (julkaisun kuva 1 ohessa) osoittavat kohtuullisen positiivisen vaikutuksen, mutta hajonta on suurenpuoleinen. aSyn:n eri muodot ja iNOS-positiiviset solut ja mikroglia vähenivät s. nigrassa. Syventävissä tutkimuksissa HUP-46:lla oli muutamia vaikutuksia, jotka puuttuivat KYP-2047:ltä. Esim. LPS-interferonin TNF_⍺ nostava vaikutus heikkeni HUP-46:lla mutta ei KYP-2047:lla. Uudella PREP-ligandilla siis näyttäisi olevan lisävaikutuksia, jotka palauttavat autofagiaa ja vähentävät tulehdusta. PREP-ligandien hyödylliset vaikutukset eivät johdu PREP-entsyymin estosta ainakaan yksistään, vaan tuntuvat liittyvän aSyn-proteiini-fosfataasi A2:n proteiini-proteiini interaktioon. Kuinka tarkasti pieniä muutoksia voidaan western blot-tyyppisellä vasta-aineiden ominaisuuksiin perustuvalla analyysillä todentaa, voi olla keskustelun arvoista. Hiirikokeet ovat tämän tutkimuksen bonus. Niitä ei kaikilla tutkijoilla ole käytössä.

Herantis Pharman CDNF-mimeettiä (HER-096) on jälleen kuvattu Perspective-nimikkeellä julkaistussa katsauksessa (6; Kulesskaya ym.) Sinänsä mitään uutta tulosta ei esitetä, mutta yhteenveto on hyvin vakuuttavasti kirjoitettu. Vaatimattomien eläinkokeiden (ei kunnollisia PD-malleja lainkaan) tuloksia ovat tukeneet äskettäiset potilastulokset. Ihon alle annettu HER-096 todella vaikuttaa aivoissa, ei ole toksinen ja sillä on toivottuja neuroprotektiivisia vaikutuksia. Tulevaisuus näyttää varsin valoisalta.

Sariksen ryhmä on myös edistynyt desulfovibrio (DSV)-tutkimuksissaan (8; Mohammadi ym.). DSV-bakteerit pelkistävät sulfaattia ja tuottavat mm. vetysulfidia ja muitakin neurotoksisia aineita. Niiden yhteyttä PD:iin on esitetty aiemmissa suomalaisissakin tutkimuksissa, joissa Saris on ollut mukana. Koe-objektina ryhmällä on C. elegans mato, joka ilmentää aSyn-geeniä. Nyt on verrattu eri lähteistä saatuja 6 DSV-kantaa mm. seuraavien parametrien suhteen: madon ruokamieltymys, aSyn-sakkaumien määrä, ROS-tuotanto (happiradikaalit), matojen geenimuutokset ja elinikä. Eroja olikin runsaasti. Ympäristöperäinen D. vulgaris DSM644 maistui parhaiten. Sen sijaan eläin- ja PD-potilaista peräisin olevat kannat (D. desulfuricans, D.spp.MUU26) aiheuttivat eniten sakkaumia, nostivat ROS-aktiivisuutta ja aiheuttivat mutaatioita. DSN644-kanta pidensi matojen elinikää ja sen mutaatioprofiili oli suojaava. Se esim. lisäsi matojen tyrosiinihydroksylaasia eli dopamiinin tuotantoa toisin kuin muut kannat. Johtopäätös on, että DSV-kannalla on todella väliä. Parhaita kantoja kannattaisi tutkia PD-malleissa jyrsijöillä ja jopa ihmisellä ravintolisinä.

Andressoon ryhmä (Nagaeva ym.) on paneutunut sekä striatumin dopamiinisolujen että pikkuaivojen Purkinje-solujen dopaminergisen toiminnan säätelyyn ja aivojen GDNF:n pitoisuuksien merkitykseen (9). Ryhmällä on ainutlaatuiset työkalut: hiiret, jotka yli-ilmentävät GDNF:ää, osa jopa vain jos, sitä indusoidaan. Myös GDNF-vajaita hiiriä on. Lisäksi heillä on mahdollisuus suunnata GDNF:n postnaatalinen nousu selektiivisesti halutulle aivoalueelle, kuten pikkuaivojen Purkinje-soluihin (julkaisun kuva 1 alla). Suurimmillaan GDNF-taso nousee noin kaksinkertaiseksi, mikä taso ei juurikaan vaikuta striatumin kautta välittyviin liikeparametreihin. Sen sijaan näinkin vaatimaton GDNF:n nousu Purkinje-soluissa parantaa hiirten motorista suoriutumista pyörivällä sauvalla. Myös glutamaterginen aktiivisuus ja sähköinen toiminta virkistyvät. Tätä voidaan kutsua postnataaliseksi oppimiseksi (julkaisun kuva 6 kertoo hypoteesin). Luetellut ilmiöt ovat vastakkaisia ataksiassa, joten GDNF:n vähäinenkin nousu saattaa toimia ataksia hoidossa.

Ensimmäisessä kuvassa pikkuaivoihin ohjattu GDNF-ekspressio on selkeä; striatumiin ei mene (A-C). Jälkimmäinen kuva on tutkijoiden ehdotelma postnataalisen motorisen oppimisen mekanismista eli heidän hypoteesinsä.

Usean palveluyrityksen yhteistyönä on tutkittu aSyn-A53T-mutaation merkitystä PD:n tautimallin onnistumisessa rotilla (11; Polinski ym.). CRISPR/Cas9-tekniikalla tuotettiin rottia, joille indusoitiin ym. ihmisen mutaatio (aSyn-A53T-knock-in), ja toisaalta rottia, joilta puutui oma aSyn (aSyn knock-out). Kun nämä kannat risteytettiin, rotille ei ilmaantunut pitkäaikaisseurannassakaan PD:n kaltaista tilaa. Liikkeet pysyivät normaaleina 18 kk seurantajakson aikana. Tällainen harvinainen rottakoe kertoo, että ulkoisia tekijöitä tarvitaan PD:n syntymekanismissa. Pelkkä patologinen aSyn ei riitä, ei ainakaan ilman omaa normaalia aSyn:iä.

Reunanen ym. ovat aloittaneet uuden ohjelman, jossa L-dopan perifeeristä metaboliaa dopamiiniksi pyritään estämään nykyistä tehokkaammin (12). Ajatuksena on estää paitsi perinteistä ihmisen (ja eläimen) dopa dekarboksylaasia (DDC), estetään myös suolistobakteerien (erityisesti E. faecalis) tyrosiinidekarboksylaasia (TyrDC) (Julkaisun kuva 1 on alla). TyrDC ei nimittäin esty lainkaan DDC-estäjillä (karbidopa, benseratsidi), vaan vaatii omat estäjänsä, joiden prototyyppi on AFMT (⍺-fluoro-metyylityrosiini). Idea on kuvattu piirroksessa alla. Useat kliiniset havainnot viittaavat siihen, että E. faecalis esiintyy runsaammin PD-potilailla kuin muilla ja että L-dopan teho on huonompi potilailla, joilla on suolistossa runsaasti E.faecalista. Työssä seulottiin useista kemikaali-kirjastoista yhdisteitä, joiden vaikutus DDC:n ja TyrDC:n mitattiin. Ao. entsyymit tuotettiin puhtaina geeniteknologisesti ja analyyttiset menetelmät hiottiin huippuunsa. Entsyyminen kineettiset ominaisuudet näkyvät kuvassa alempana, samoin TyrDC inhibiitio AFMT:llä (julkaisun kuva 2). Myös ulosteen bakteerien kvantitointia kehitettiin. Muutamia johtoyhdisteitä idenfioitiin ja tullaan käyttämään jatkoselvityksiin ja synteesien pohjina. Tavoitteena on kehittää ”duaali-inhibiittori”, jossa yhdistyy sekä DDC- että TyrDC-inhibiitio. Sillä voitaisiin korvata nykyiset DDC-estäjät ja pelastaa nykyistä tehokkaammin L-dopaa. Tiedossa on, että nykyinen DDC-esto ei ole riittävä, ja osa tästä vajavuudesta johtuu bakteerien entsyymistä, johon DDC-estäjät eivät vaikuta.

Kuva 6. Tutkimuksen perusajatus (ylempi kuva) ja kahden eri dekarboksylaasin entsyymikinetiikka sekä AFMT:n voimakas vaikutus bakteerientsyymiin (alempi kuva).

Sandelin ym. analysoi ns. multidomain proteiinien laskostumista ja dynamiikkaa uudella menetelmällä nimeltä QEBSS (13). Esimerkkiproteiineja ovat hermokasvutekijät CDNF ja MANF. Tällainen teoreettinen tutkimus, NMR-analyysin pohjalta tehtyine simulaatioineen auttaa selvittämään proteiinien vaikutusmekanismeja.

Lindholmin monikansallinen ryhmä raportoi ihmisen SH-SY5Y soluilla USP14:n (ubiquitine spesifinen proteaasi 14) merkitystä aSyn-sakkautumisessa (14; Srinivasan ym.). Jos USP14-geeni poistetaan, aSyn:n sakkautuminen ja aSYn:n fosforylaatio lisääntyvät ja proteolyysi luonnollisesti romahtaa. Samaan aikaan kuitenkin autofagia ja lysosomien aktiivisuus lisääntyivät kompensoimaan muutosta. Myös happiradikaalien muodostus nousee ja mitokondriot kärsivät. Muutokset voidaan kumota palauttamalla USP14-tasot. Kaikkiaan tutkimus on hyvin perinpohjainen ja siinä mitataan eri suureita hyvin monipuolisesti. USP14:sta kaavaillaankin lääkekehityksen kohdetta. Tässä ollaan kuitenkin vasta soluviljelmien tasolla.

Brittiläisessä ryhmässä on mukana AIV:n Tarja Holm (16; Urbanek ym.). He tutkivat proteiinien toksisuutta yksittäisen sakkauman tasolla. Menetelmät ovat mutkikkaita ja moninaisia. Apuna käytettiin mm. tarkasti määriteltyjä nanosfeerejä. Materiaali kerättiin muutamien kuolleiden potilaiden aivoleikkeistä. Pääpaino oli Alzheimerin taudissa, mutta myös 3 PD-potilaan aivoleikkeitä tutkittiin. Spesifisillä vasta-aineilla voitiin osoittaa, että PD-potilailla 90% aSyn:sta oli fosforyloitunut (pAsyn), kontrolleilla vain 4%. Osoitettiin myös, että 25% fosforyloitunutta aSyn:ia riitti aiheuttamaan merkittävän interaktion kardiolipiinin kanssa. Kardiolipiini on merkittävä mitokondrion kalvoproteiini ja reagointi pAsyn kanssa häiritsee vakavasti mitokondrioiden toimintaa. Tätä pidetään pAsyn:n toksisuuden mekanismina. Kardiolipiinin puuttuessa aSyn tai pAsyn eivät aiheuta vauriota. Monimutkaisia koejärjestelyitä on kuvattu alla olevassa graafissa (julkaisun kuva 6).

Tässä katsauksessa käsiteltyjen artikkeleiden kuviin liittyvä Copyright seloste: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/(siirryt toiseen palveluun)

• Avainsanat: AFMTaSynaSyn-A53T-mutaatioCDNFDesulfovibrio-bakteerikantaE. faecalisfibrillimalliGDNFlaktokystiinilevodopalääketutkimMANFmikrogliaParkinsonin tautipAsynprekliininen tutkimusPREP-ligandiPurkinje-solutrehaloosiUSP14