Keliakia on sairaus, jossa viljatuotteiden – rukiin, vehnän ja ohran – gluteeni aiheuttaa ohutsuolen limakalvolla tulehduksen ja suolinukan vaurion. Vaurion takia ravintoaineet eivät imeydy elimistöön kunnolla. Potilaiden solujen RNA-sekvensoinnin ansiosta voidaan tutkia elimistön immuunijärjestelmää, jos se toimii virheellisesti.
Keliakiaa pidetään autoimmuunisairautena, jossa elimistön puolustusjärjestelmän torjunta kohdistuu virheellisesti omiin kudoksiin. Vaikka keliakian tarkkaa syntymekanismia ei tunneta, sen puhkeamiseen tarvitaan kuitenkin perinnöllinen alttius.
Immunologi Helka Kaunisto Tampereen yliopiston Keliakiatutkimuskeskuksesta tutkii ihokeliakiaa.
”Minua on aina kiinnostanut autoimmuunisairaudet. Niihin sairastuneilla on riski sairastua muihinkin autoimmuunitauteihin.”
Ihokeliakia on keliakian yleinen suoliston ulkopuolinen ilmenemismuoto. Se aiheuttavaa gluteenin syönnin yhteydessä kutiavaa, pienirakkulaista ihottumaa. Sekä keliakiaan että ihokeliakiaan liittyy vahva perinnöllinen taipumus.
”Puolet työstä on RNA-sekvensointia. Emme etsi mitään tiettyä geeniä tai proteiinia sekvensoinnissa, vaan haluamme tutkia minkälaisia muutoksia gluteenin syönti saa aikaan ihokeliaakikkojen RNA-profiilissa.”
Kauniston mukaan on mahdollista, että gluteenin syönti johtaa tiettyjen RNA-molekyylien ekspression muuttumiseen ihokeliaakikoissa. Se kertoo gluteenin vaikutuksesta immuunisysteemiin, kuten esimerkiksi solujen aineenvaihduntaan tai tulehdustilaan.
Samalla voidaan tutkia, miten keliakiassa immuunivaste voi levitä paikallisesta reaktiosta suolessa systeemiseksi reaktioksi, joka leviää iholle tai muihin elimiin. Tällä tarkoitetaan sairauden monimuotoisuutta, johon kuuluvat immunologiset poikkeavuudet.
Kaunisto tutkii immuunisoluja ja immuunipuolustusta selvittääkseen, miksi osalle keliaakikoista tulee ihokeliakia.
”On muistettava, että suolessa ja ihossa on eri kerroksia, jotka toimivat eri tavoin immunologisesti. Ihokeliakia on todella hyvä kohde tutkia keliakian suoliston ulkopuolisia oireita. Tätä tietoa voi hyödyntää myös muiden autoimmuunitautien tutkimiseen. Miten esimerkiksi reumassa tauti voi alun perin olla yhdessä paikassa ja sitten levitä muualle ja muuttua systeemiseksi?”
Noin 10% keliaakikoista sairastaa ihokeliakiaa. Keliakiaa ja ihokeliakiaa voidaan tutkia verestä mitattavien vasta-aineiden avulla. Keliaakikolla sekä ihokeliaakikoilla gluteeni saa aikaan kudosvasta-aineiden muodostumisen.
”Keliakia tunnetaan suolistotautina, mutta siihen kuuluu paljon muita oireita, jotka eivät liity suolistoon lainkaan. Voi olla neurologisia ja ihoon liittyviä ongelmia. Onko immuniteetissa ero keliaakikkojen ja ihokeliaakikkojen välillä? Entä miten immuunivaste voi levitä suolesta iholle? Ja miksi ihottuma syntyy? ”
Keliakian diagnoosissa analysoidaan vasta-ainemääriä. Transglutaminaasit ovat entsyymejä, jotka sitovat kudoksissa proteiineja yhteen. Jos transglutaminaasi 2:n vasta-ainepitoisuudet (S-tGAbA) ovat korkeita, ne viittaavat keliakiaan. Transglutaminaasi 2 muuntaa syödyn gluteenin rakennetta. Tällöin ohutsuolen limakalvo tulehtuu ja vaurioituu.
Keliakiatutkimuskeskuksessa on tehty tutkimus jossa gluteenittomalla ruokavaliohoidolla olleet ihokeliakiapotilaat altistettiin lyhytkestoisesti gluteenille. Ennen altistusta ja altistuksen aikana potilaista otettiin ohutsuoli ja verisolunäyte. Näitä näytteitä tutkimalla selvitetään miten gluteeni vaikuttaa verisolujen ja ohutsuolen RNA ekspressioon.
”Vaikka osalla keliaakikoista on seerumin perustella samat vasta-aineet kuin ihokeliaakikoilla, niin silti kaikki eivät saa ihokeliakiaa,” sanoo Kaunisto.
”Ihokeliakiassa potilailla on transglutaminaasi 2:n vasta-ainetta, mutta heillä on myös vasta-aineita sellaiseen sukulaisentsyymiin kuin transglutaminaasi 3. Transglutaminaasi 3 vasta-aineita löytyy myös iholta, sieltä ihottuman läheltä ja niiden on ajateltu osallistuvan ihottuman kehittymiseen. TG3 vasta-aineita löytyy myös ihokeliakiapotilaiden verenkierrosta. Vaikka myös osalla keliaakikoista on transglutaminaasi 3:n vasta-ainetta verenkierrossa, kaikki keliaakikot eivät kehitä ihokeliakiaa. Miksi näin on, sen haluamme ratkaista.”
Helka Kauniston mukaan tutkimuksesta on paljon hyötyä kliiniselle tieteelle.
”Jos keliakiaa ei esimerkiksi hoideta hyvin eli jos ei siis pysytä gluteenittomalla ruokavaliolla, onko sitten suurempi mahdollisuus, että kehittyy suoliston ulkopuolisia oireita?”
Tutkimuksessa analysoidaan sensitiivisen datan potilasnäytteitä, joihin on saatu potilailta lupa. Koska tämä on EU:n tietosuoja-asetuksen GDPR:n alaista informaatiota, dataa käsitellään CSC:n sensitiivisen datan palveluissa (SD Desktop ja SD Connect).
Sekvensointi on tehty yhteistyössä Helsingin yliopiston kanssa ja koodattu data on kryptattuna tallennettu CSC Connect-palveluun ja analysoitu SD Desktopissa.
Kaunistolla ei ollut aikaisempaa kokemusta suuren kapasiteetin laskentapalvelujen tai tallennuspalvelujen käytöstä.
”Aloin käyttää sensitiivisen datan palveluita, koska tarvitsin enemmän laskentakapasiteettia, mitä yliopisto pystyi tarjoamaan. Tarvitsin tälle tehokkaalle laskennalle tietoturvallisen ympäristön. Mielestäni palvelut ovat hyvin helppoja käyttää, koska verkko-ohjeet ovat erittäin perinpohjaiset. Jos minulla on ongelma, jota en pysty itse ratkaisemaan, helpdesk on aina avulias.”
Kun keliakia huomataan ajoissa, hoito voidaan aloittaa mahdollisimman pian, jotta gluteenin pitkäaikaishaitoilta voidaan välttyä. Gluteeniton ruokavaliohoito on kuitenkin haastavaa, koska gluteenia on monissa elintarvikkeissa.
”Tällä hetkellä ainoa hoito on tiukka gluteeniton ruokavalio. Mutta nykyään tutkitaan myös paljon lääkeaineita mahdollisina tulevaisuuden hoitoina. Keliakiatutkimuskeskuksessakin tehdään paljon yhteistyötä uusia lääkeaihioita kehittävien yritysten kanssa. Lääkkeillä pystyttäisiin tulevaisuudessa kenties ehkäisemään suolivaurioita ja muita vaurioita potilaissa, mutta näillä näkymin ne eivät tule korvaamaan ruokavaliohoitoa. Tampereen yliopiston alustavassa tutkimuksessa havaittiin, että ZED1227-lääkeaihio estää transglutaminaasi 2 toimintaa, ja sen käyttö vähensi gluteenin aiheuttamaa suolivaurioita potilaissa.”
Ari Turunen
12.4.2023
Lue artikkeli PDF-muodossa
Sitaatti
Ari Turunen, Helka Kaunisto, Tommi Nyrönen, & Francesca Morello. (2023). Tissue samples analysed with Sensitive Data (SD) services provide new information on celiac disease and other autoimmune diseases. https://doi.org/10.5281/zenodo.8154655
Lue artikkeli:
Lisätietoja:
Keliakiatutkimuskeskus, Tampereen yliopisto
CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy
on valtion omistama, opetus- ja kulttuuriministeriön hallinnoima, voittoa tavoittelematon osakeyhtiö. CSC ylläpitää ja kehittää valtion omistamaa keski- tettyä tietotekniikkainfrastruktuuria.
https://research.csc.fi/cloud-computing
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