Mikael Niku tutkii sikiöitä ja minkälaiseksi bakteeristo muodostuu syntymän jälkeen. Häntä kiinnostaa, miten äidin tai emon mikrobisto eri nisäkkäillä vaikuttaa sikiön kehittymiseen ja immuunijärjestelmään.
Pitkään on tiedetty, että syntymän jälkeen äidin mikrobit siirtyvät jälkeläiseen. Tämä siirtyminen valmistaa lasta syntymänjälkeiseen elämään.
”Emon mikrobisto vaikuttaa myös immuunijärjestelmän kehitykseen. Immuunijärjestelmä oppii hyväksymään hyödylliset suolistomikrobit ja toisaalta torjumaan taudinaiheuttajat. Monimuotoinen mikrobisto estää itsessäänkin taudinaiheuttajia asettumaan taloksi,” sanoo dosentti Mikael Niku, joka työskentelee Helsingin yliopiston Vuorovaikutukset yksilönkehityksessä (Developmental Interaction Lab)-tutkimusryhmässä.
Niku haluaa selvittää, millaisilla mekanismeilla äidin tai emän mikrobit ohjaavat immuunijärjestelmän kehitystä. Data-analyysejä tehdään Suomen ELIXIR-keskuksen CSC:n koneilla.
Niku analysoi mikrobistoja amplikonisekvensoinnilla, joka kohdentaa analyysin 16S-ribosomaalisen RNA:n (rRNA) geenialueelle. Näin voidaan tutkia mikrobiston koostumusta. 16S-geenialueet sekvensoidaan ja tunnistetaan julkisten tietokantojen kautta.
Suolistossa on iso osa kehon immuunisoluista. Ne kehittyvät verikantasoluista ja muuttuvat erilaisiksi valkosoluiksi. Ruokavalio, elämäntyyli, lääkkeet ja ympäristön kemikaalit vaikuttavat suoliston mikrobistoon. Mikrobit hajottavat elimistöön imeytyneet aineet aineenvaihduntatuotteiksi, metaboliiteiksi.
”Aikaisemmin me muiden tutkimusryhmien tavoin selvitimme, meneekö sikiöön äidin bakteereita. Terveessä sikiössä ei juurikaan ole eläviä bakteereita. Tiedetään kuitenkin, että sikiöön kulkeutuu mikrobien tuottamia pienimolekyylisiä metaboliitteja.”
Nikua kiinnostaa, minkälaisia metaboliitteja sikiöön kulkeutuu ja miten ne vaikuttavat kehitykseen.
”Mikrobien tuottamat metaboliitit imeytyvät suolistosta vereen ja veren kautta istukkaan ja sieltä sikiöön. Havaitsimme, että joidenkin metaboliittien pitoisuudet ovat yhteydessä sikiön geenien toimintaan. Nämä geenit usein liittyvät immuunijärjestelmään ja sen kehittymiseen.”
Yhtenä mielenkiinnon kohteena ovat bakteerien tuottamat solunulkoiset vesikkelit. Vesikkelit ovat solujen tuottamia kalvorakkuloita, joita tuottavat sekä eläin- että bakteerisolut. Niitä löytyy kaikista kehon nesteistä. Vesikkelit löydettiin jo 1946, mutta vasta 2000-luvulla tutkimus lisääntyi. Vesikkelit sisältävät monenlaisia solujen tuotteita.
”Vesikkelit ovat mahdollisesti tärkeitä mm. materiaalien kierrätyksessä, solujen välisessä viestinnässä, immuunijärjestelmän säätelyssä ja erilaisissa sairauksissa.”
Oulun yliopiston tutkijat julkaisivat ensimmäisen tutkimuksen maailmassa, jossa osoitettiin, että äidin tai emon mikrobiston vesikkeleitä menee sikiöön. Löydettiin aiemmin tuntematon vuorovaikutusmekanismi äidin mikrobiston ja kehittyvän sikiön välillä.
Nikua kiinnostaa sikiön immuunijärjestelmän kehitys ennen syntymää. Oppiiko sikiön immuunijärjestelmä jo silloin tunnistamaan hyviä bakteereita, joita vastaan ei pidä hyökätä?
”Vesikkeleiden mukana sikiöön pääsisi bakteerien makromolekyylejä, esimerkiksi proteiineja, jotka mahdollisesti kouluttaisivat sikiön immuunijärjestelmää. Näin jälkeläinen, jo ennen syntymäänsä, voisi oppia tuntemaan äitinsä tai lajinsa suolistomikrobit.”
Seuraavaksi Niku selvittää, millä tavoin vesikkeleitä esiintyy sikiön kudoksissa ja miten ne pääsevät istukasta läpi ja miten ne vaikuttavat sikiössä.
Nikun mukaan voidaan ennen pitkää sitten sanoa, minkälaisia bakteereja ja bakteerien tuotteita sikiö tarvitsee, jotta immuunijärjestelmä kehittyisi optimaalisesti.
”Voitaisiin ehkä kehittää esimerkiksi sellaisia probioottivalmisteita, joissa on elimistölle tarpeellisia mikrobeja tai mikrobien tuottamia aineita, joita ei nyt ole saatavilla.”
Ari Turunen
14.11.2024
Lue artikkeli PDF-muodossa
Sitaatti
Turunen, A., & Nyrönen, T. (2024). Microbiota affects the immune system. https://doi.org/10.5281/zenodo.14823362
Lisätietoja:
Helsingin yliopisto. Vuorovaikutukset yksilönkehityksessä-tutkimusryhmä
https://www.helsinki.fi/en/researchgroups/developmental-interactions
CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy
on valtion omistama, opetus- ja kulttuuriministeriön hallinnoima, voittoa tavoittelematon osakeyhtiö. CSC ylläpitää ja kehittää valtion omistamaa keskitettyä tietotekniikkainfrastruktuuria.
ELIXIR
rakentaa infrastruktuurin bioalan tutkimuksen tueksi. Se yhdistää 21 Euroopan maan ja Euroopan molekyylibiologian laboratorion EMBL:n johtavat organisaatiot yhteiseksi biologisen informaation infrastruktuuriksi. Sen Suomen keskus on CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy.
ELIXIR is partly funded by the European Commission