Kollageenitutkija käy syövän ja fibroosin kimppuun

Ihmiselimistön yleisin proteiini on kollageeni, jota on aikuisella peräti 4 kiloa. Jo pitkään on tiedetty, että se toimii kudoksissa ja elimissä säiemäisinä tukirakenteina. Viimeaikaisten tutkimusten perusteella tämä ei ole sen ainoa tärkeä tehtävä. Tutkijoita kiinnostavat nyt muun muassa kollageenin yhteys syöpiin sekä sen rooli fibroottisissa sairauksissa, kuten maksakirroosissa ja valtimokovettumataudissa.

”Uudet havainnot vahvistavat, että kollageenilla on soluja sääteleviä tehtäviä. Se saattaa esimerkiksi muodostaa verkkoja tai helminauhamaisia rakenteita solujen lähelle ja sitoa kasvutekijöitä, jotka saadaan siten solujen käyttöön”, kertoo professori Taina Pihlajaniemi.

Pihlajaniemi on tutkinut kollageenia jo vuosikymmenten ajan. Hän selvittää parhaillaan kollageenin merkitystä muun muassa kantasolujen kehittymisessä sekä syöpäkasvaimen muodostumisessa. 

”On viitteitä siitä, että syöpäsolut tarvitsevat solunulkoista ainesta eli tietynlaisia kollageeneja, jotka edistävät niiden elinkykyä.” 

Kollageeni voi auttaa syöpäsolujen kasvua

Hedelmöittyneestä munasolusta ei voi muodostua uutta ihmisyksilöä, ellei ympärillä ole solunulkoista ainesta. Se toimii tukirakenteena ja ohjaa alkion kudosten, elinten ja verisuonten muodostumista. Kollageeneja on 28 erilaista ja ne ovat keskeinen solunulkoisen aineen komponentti.

”Vuorovaikutus on molemminpuolista. Solunulkoinen aine säätelee solun pinnan reseptorien kautta solujen toimintaa. Toisaalta solut itse tuottavat ainetta ja vaikuttavat sen koostumukseen.”

Vastaavalla tavalla kuin yksilönkehityksen aikana kantasolut tarvitsevat soluväliainetta kehittyäkseen kudoksiksi, sopiva ympäristö on tärkeä myös syöpäsoluille. 

”Oma ryhmäni tutkii tiettyjen ei-säikeisten kollageenien vaikutusta syöpäkasvaimiin. Koe-eläimillä, joilta nämä kollageenit puuttuivat, syöpäsolujen elinkyky heikkeni”, Pihlajaniemi kertoo.

Toisaalta kollageenilla saattaa olla myös syövän leviämistä estäviä vaikutuksia. Monet kansainväliset tutkimusryhmät ovat kehittäneet inhibiittoreita, jotka ehkäisevät kollageenien hajottamisen. Koeolosuhteissa se on estänyt tehokkaasti syövän etenemistä, mutta potilastutkimukset eivät ole olleet rohkaisevia. 

”Vaikka mahdollisuuksia on paljon, olemme vielä hoitojen kehittämisen kannalta alkuvaiheessa. Tämä on kliinisesti merkittävä kenttä, mutta kaivataan vielä paljon lisää tietoa.”

Pihlajaniemi ei usko, että kollageeniin vaikuttavista molekyyleistä löytyy mitään kultaista luotia syövänhoitoon, mutta niistä saadaan hyvä lisä nykyisten hoitojen rinnalle.

”Uskon, että kehityslinjalla, jossa otetaan mukaan myös soluväliaineen kautta tapahtuva syövän ehkäisy, voidaan parantaa syöpähoitojen tehoa.”

Hallitsematon arpeutuminen on iso haaste

Kollageeniin vaikuttavia lääkkeitä etsitään paitsi syövänhoitoon, etenkin fibroottisten sairauksien hoitoon. Tällaisia ovat esimerkiksi maksafibroosi eli maksakirroosi ja munuaisfibroosi. Oululaistutkijat Heikki Huikuri ja Juhani Junttila ovat havainneet, että esimerkiksi sydänperäisessä äkkikuolemassa fibroosilla eli apikudoksen muodostumisella sydämeen on keskeinen merkitys. 

Fibroosi tarkoittaa arpeutumista, mikä käytännössä on kollageenin muodostumista vauriopaikalle.

”Kun esimerkiksi maksa vaurioituu liiallisen alkoholin kulutuksen vuoksi, parantumisprosessiin liittyy solunulkoisen aineen muodostumista. Tämä on luonnollinen prosessi. Voi kuitenkin käydä niin, että arpeutumisprosessi ei pysähdy ja arpikudosta kertyy vauriokohdalle liikaa, mikä haittaa elimen toimintaa”, Pihlajaniemi kertoo.

Pahimmillaan maksakudos korvautuu niin laajasti arpikudoksella, että maksa ei enää toimi ja potilas menehtyy. 

”Fibroosia ei vielä nykyisellään pystytä kliinisesti kunnolla hallitsemaan ja siihen kaivataan hoitokeinoja. Tarvitsemme lisää tietoa siitä, millä tavoin prosessi voitaisiin pysäyttää.”

Yllättävä yhteys uuteen anemialääkkeeseen 

Pihlajaniemi on ollut jo pitkään mukana tutkimuksissa, joissa on etsitty keinoja estää fibroosia. Hän oli myös 1990-luvulla perustamassa fibroosin estämiseen lääkehoitoja kehittävää amerikkalaista Fibrogen-yritystä. Se on nykyisin iso pörssiyritys, joka tuottaa oululaisten kehittämällä tekniikalla geeniteknisesti ihmisen kollageenia ja kehittää lääkehoitoja. Yrityksen tuottamaa kollageenia voidaan käyttää biomateriaalina muun muassa keinosarveiskalvon valmistuksessa.

Yllättäen kollageenitutkimuksesta on löytynyt yhtymäkohtia myös hypoksiatutkimukseen. Hypoksia tarkoittaa hapenpuutetta, eli se on tilanne, jossa solu joutuu sopeutumaan vähäiseen happimäärään. Hypoksiavaste perustuu monimutkaiseen entsymaattiseen reaktioon, jonka selvittämisestä kolme tutkijaa sai viime syksynä Nobelin palkinnon. 

Oululaistutkija Kari Kivirikon johdolla havaittiin taannoin, että kollageenin valmistuksessa tarvittavat avainentsyymit ovat samankaltaisia kuin hypoksiavasteessa toimivat entsyymit. Mekanismin samankaltaisuus johti siihen, että oululaiset tutkijat lähtivät mukaan kehittämään uutta, hypoksiavasteeseen vaikuttavaa lääkettä. Vuosia jatkuneesta kollageenitutkimuksista on siten ollut merkittävää hyötyä, kun on etsitty hoitoa vaikeaan anemiaan, jossa solut kärsivät hapenpuutteesta. Munuaisten vajaatoimintaan liittyvän anemian hoitoon tarkoitettu Roxadustat-niminen lääke on saanut myyntiluvan Aasiassa ja selvitykset tulosta muille markkinoille ovat käynnissä.

”Tämä on hieno esimerkki siitä, miten tärkeää on tehdä perustutkimusta. Sovellusalueet voivat olla täysin yllättäviä.”

Pihlajaniemen mukaan on ollut hienoa, kun on perustutkijana päässyt näkemään, että tutkimuksista on myös käytännön hyötyä potilaille.

”Se on tietenkin jokaisen tutkijan haave, että oma tutkimus auttaisi potilaita. Toivon, että tulevaisuudessa tutkimuksemme tuloksia voitaisiin hyödyntää myös syövän hoidossa.”