Tumor Genetics Blog

Alkuperäinen teksti: Antti Kiviaho

In English: Eating the Fruit Tart – Insights Gained from Spatially Resolved Data Analysis

Muistatko tämän hedelmäpiirakan? Vuonna 2022 kirjoitimme blogikirjoituksen jossa kerroimme kuinka solujen paikkatiedon säilyttävät menetelmät voivat auttaa meitä ymmärtämään kasvainten toimintaa. Käytimme silloin tätä yksinkertaista vertauskuvaa: Kokonaisesta kasvaimesta tuotettu data on kuin smoothie, yksittäisistä soluista tuotettu data on kuin hedelmäsalaatti, mutta loppuviimein haluamme tietää missä hedelmät (ts. solut) sijaitsevat suhteessa toisiinsa. Todellisuudessa haluamme siis hedelmäpiirakan! Tarkastelemalla hedelmien asettelua voimme alkaa hahmottamaan, miksi jotkin niistä ovat pakkautuneet yhteen, miksi niiden asento on sellainen kuin on, ja miksi ne ovat päätyneet juuri omalle paikalleen.

Nyt on siis tullut aika herkutella tällä metaforisella hedelmäpiirakalla – eli tarkastella mitä olemme oppineet analysoimalla solujen paikkatiedon säilyttävää dataa.

Kasvainsolut käyttävät hyväksi ympäristöään

Kasvaimet syntyvät yksittäisistä soluista joiden DNA on mutatoitunut. Vaikka mutaatioiden juurisyy on solun sisäisissä prosesseissa, kasvaimen mikroympäristöllä on iso rooli niiden syntyyn johtavassa tapahtumaketjussa. Tulehdukset, hypoksia eli kudoksen paikallinen hapenpuute tai vuorovaikutus ympäröivien solujen kanssa ovat esimerkkejä solunulkoista tekijöistä, jotka voivat työntää tasapainoisen solun pahanlaatuistumisen polulle.

Esimerkiksi syöpäkasvaimen sidekudoksen solut, fibroblastit, eivät itsessään ole pahanlaatuisia. Niiden kuitenkin tiedetään aktiivisesti edistävän useiden kiinteiden kasvainten kasvua. Joissakin kasvaimissa on voitu tunnistaa molekyylit joita fibroblastit tarjoavat polttoaineeksi kasvaimelle. Näiden molekyylien kohdentaminen – tai polttoainepumpun sulkeminen – on yksi lupaava keino kasvaimen kasvun tukahduttamiseksi.

Kasvaimen ja immuunijärjestelmän vuorovaikutukset parrasvaloihin

Toimiva immuunijärjestelmä erottaa normaalit ja vieraat solut toisistaan, säästäen normaalit ja tuhoten vieraat. Erottelu tapahtuu solun pinnalla sijaitsevien tarkistusproteiinien avulla, jotka toimivat eräänlaisena “älä syö minua” -signaalina. Kasvainsolut kykenevät kuitenkin erehdyttämään immuunisoluja luulemaan niitä terveiksi ilmentämällä näitä proteiineja solukalvollaan. Eräät tehokkaimmista moderneista syöpähoidoista toimivat estämällä tarkistusproteiinien toimintaa, aktivoiden immuunijärjestelmän etsimään ja tuhoamaan kasvainsoluja. Solujen paikkatietodata on mahdollistanut näiden prosessien ymmärtämisen kudostasolla.

Epätodennäköiset liittolaiset – immuunisuppressiiviset myeloidisolut edistävät kasvaimen kasvua

Eräs toinen kasvaimen mikroympäristön keskeinen ominaisuus on sen ylläpitämä immunosuppressio, eli immuunipuolustuksen toiminnan vaimentaminen. Kasvaimen mikroympäristön solut vapauttavat ympärilleen sytokiineja, kemokiinejä ja metaboliitteja. Nämä yhdessä estävät immunipuolustuksen T solujen normaalia toimintaa. Jokseenkin yllättäen kasvainsolut yksin eivät eritä näitä molekyyleja, vaan niillä on apunaan myeloidiperäisiä suppressorisoluja. Myeloidisolut ovat osa synnynnäistä immuunijärjestelmää ja reagoivat nopeasti kudoksissa syntyviin vammoihin. Kasvaimen ympäristössä tämä vaste toimii väärin, aiheuttaen myeloidisolujen kertymistä ja kroonista tulehdusta. Solujen paikkatietodata on lisännyt ymmärrystämme tästä ilmiöstä, johtaen parempiin keinoihin taistella immunosuppressiota vastaan tulevaisuudessa.

Uusien vuorovaikutusten tunnistaminen eturauhaskasvaimen mikroympäristössä

Työmme Tampereella on keskittynyt eturauhassyöpäkasvaimen mikroympäristössä tapahtuvaan syöpä- ja immuunisolujen vuorovaikutukseen. Vastikään julkaistussa tutkimusartikkelissa havaitsimme erään epiteelisolujen alityypin sijaitsevan suurissa määrissä alueilla, joissa on paljon myeloidisoluja. Nämä nuijasolut vapauttavat ympäristöönsä molekyylejä jotka aiheuttavat myeloidisolujen liikkeen niiden luokse. Näistä alueista tulee siten immunosuppressiivisia paikkoja, luoden täydelliset olosuhteet kudosvaurioiden ja solujen DNA:n mutaatioiden lisääntymiselle. Työmme jatkuu yrittäessäme selvitää, miten ja miksi nuijasolut syntyvät ja voisiko niiden tuhoaminen parantaa hoitovastetta.

Lisää, kiitos!

Vaikka se ei ehkä tunnu siltä, muutama vuosi on lyhyt aika tieteelle. Solujen paikkatiedon sisältävissä teknologioissa viisi tai kymmenen vuotta sitten tehdyt läpimurrot ovat vasta hiljattain tulleet laajemman tutkimusyhteisön saataville. Tämä tarkoittaa, että lukuisia merkittäviä löytöjä on vielä valmistumassa. Jäämme siis yhä nälkäisinä odottamaan niiden tuloa.

Kiinnostaako syöpätutkimus? Haluatko kuulla lisää Kasvaingenetiikan tutkimuksen huippuyksiköstä? Seuraa blogia, löydät meidät myös Instagramista @tumorgenetics ja Twitter/X:stä @CoEinTG