Tutkimuksesta uusia hoitoja sydänsairauksiin

Sydäninfarkti johtaa sydänlihasvaurioon, mistä voi seurata sydämen vajaatoiminta. Se näkyy fyysisen suorituskyvyn heikkenemisenä. Yksi selitys sydämen vajaatoiminnalle on infarktin jälkeinen sydänlihaskato ja kuolio osassa lihasta.

Uutta sydänlihasta tuhoutuneen tilalle

Professori Heikki Ruskoaho Helsingin yliopistosta kertoi Sydäntutkimussäätiön lokakuisessa seminaarissa kantasoluterapioista, joita kehitetään vaurioituneen sydämen korjaamiseksi. Hän kertoi, että sydäninfarktin seurauksena viidesosa sydänlihaksen viidestä miljardista solusta kuolee. Sydämestä on löydetty kantasoluja, jotka pystyvät erilaistumaan ja korvaamaan osan menetetyistä sydänlihassoluista, mutta eivät koko tarvittavaa määrää.

– Soluviljelmässä on jo pitkään pystytty erilaistamaan eri sydänsolutyyppejä sydämen kantasoluista, Ruskoaho sanoi.

Uutta on tuottaa esimerkiksi ihon sidekudossoluista indusoitujen kantasolujen kautta sydänlihassoluja. Sidekudossolu osataan myös suoraan ohjelmoida sydänsoluksi. Valmiit erilaistetut solut ruiskutetaan sitten sydämen vaurioalueelle. Tai valmiista sydänsoluista voidaan viljelmässä ensin valmistaa siirrännäisiä, jotka viedään kuolioalueelle. Hiirillä näitä kokeita on jo tehty.

– Haasteena solusiirroissa on ollut se, että vain pieni osa kantasoluista onnistutaan soluviljelmässä erilastamaan ja se, että siirretyt uudet solut kuolevat kohteessa pian pois. Pitkäaikaisvaikutuksista ei siis ole tietoa.

– Tästä syystä olemmekin aloittaneet aivan uuden lähestymistavan, jonka tavoitteena on saada sydän korjaamaan vauriot itse, kertoi Ruskoaho. Haluamme kehittää suun kautta annettavan lääkkeen, joka ohjataan nanoteknologian ja ohjautuvien partikkelien avulla kohteeseensa.

Ruskoaho koordinoi Tekesin suurta monialaista tutkimushanketta, johon kuuluu yhdeksän professorin tutkimusryhmät Helsingin yliopistosta, Aalto-yliopistosta ja HYKS:stä. Tutkijoita on hankkeessa mukana 50 ja heidän kunnianhimoisena tavoitteenaan on saada vaurioituneet elimet korjaamaan itse itsensä paikan päällä. Saattaa kuulostaa tieteiskirjallisuuden tuotokselta, mutta tarvittavaa nanoteknologiaa on kehitetty professori Sami Franssilan työryhmässä Aalto-yliopistossa ja yhteistyössä HY:n farmaseuttisen kemian osaston kanssa jo kymmenen vuoden ajan.

Tekesissä visioidaan, että jos vuonna 2014 alkaneen hankkeen tavoitteet toteutuvat, sydänlihasvaurioiden hoito mullistuu kokonaan.

Sydämen terapeuttinen angiogeneesi

Professori Seppo Ylä-Herttuala Itä-Suomen yliopistosta on Suomen ja maailmankin mittakaavassa geeniterapiahoitojen pioneereja. Hän on kehittänyt adenovirusvälitteistä verisuonten kasvutekijöitä hyödyntävää geeniterapiaa jo reilun parinkymmenen vuoden ajan.

– Virukset sopivat parhaiten juuri paikallisiin hoitoihin, joissa niiden vaikutukset muualla elimistössä ovat vähäiset, selitti Ylä-Herttuala. Virus kuljettaa tehokkaasti halutun DNA:n tai RNA:n soluihin, mikä sen luontainen omaisuus onkin. Virusterapia on menetelmänä verrattavissa vaikka lääketieteessä yleisesti käytettäviin monoklonaalisiin vasta-aineisiin tai rokotteisiin.

– Me olemme alusta saakka tutkineet verisuoniterapiakokeissa VEGF-perheen kasvutekijöitä. Ne ovat vahvoja vaikuttajia, toiset vahvempia kuin toiset. Vuosien prekliinisten ja kliinisten kokeiden jälkeen tiedämme nyt, mikä näistä tekijöistä soveltuu parhaiten varsinaisiin potilassovelluksiin klinikassa.

– Toinen suuritöinen, mutta välttämätön urakka oli pystyttää monimutkaisen virustuotannon puhdastilatyöskentelyyn soveltuvat tilat. Meidän on kyettävä toistettavasti tuottamaan samanlaiset virusvalmisteet, jotta farmakologisen valmisteen kriteerit täyttyvät, ja Euroopan ja Suomen lääkeviranomaiset voivat ne hyväksyä, painotti Ylä-Herttuala.

– Viruksen aplikaatiomenetelmistä parhaimman tehon on prekliinisissä kokeissamme tuottanut sydämen kammiosta suoraan sydänlihakseen katetrilla suoritettava injektio. Käytämme nykyään siis sitä. Eläintöissä käytämme isoja koe-eläimiä kuten sikoja, jotta eläimistä ja ihmispotilaista saatavat tulokset olisivat vertailukelpoisia. Tulosten analyysiin meillä on käytössä samat kuvantamismenetelmät kuin yliopistosairaalassa on potilaille.

Epigeeniterapia

Uusinta uutta Ylä-Herttualan geeniterapiatöissä on hänen epigeeniterapiaksi nimeämänsä sovellus. Mitä on epigeeniterapia?

– Tähän ajauduimme oikeastaan ihan vahingossa, kun olimme seulomassa VEGF-geenin ympäriltä niin kutsuttaja estosekvenssejä ja törmäsimmekin sellaisiin ei-koodaaviin RNA-sekvensseihin, jotka lisäsivät solujen oman VEGF-proteiinin tuotantoa, kertoi Ylä-Herttuala.

– Nyt meillä on käsissämme menetelmä, jossa ei ilmennetä soluun ulkopuolelta tuotua VEGF-DNA:ta, vaan solun oman VEGF-geenin eri muotoja.

– Ensimmäiset eläinkokeiden tulokset epigeeniterapiaviruksilla olivat hyvin positiivisia: Ei-koodaavien alueiden siirto johti vähintään yhtä tehokkaaseen kasvutekijätuotantoon kuin geeninsiirto, kertoi Ylä-Herttuala tyytyväisenä. Hiirikokeissa infarktin koko pieneni, kun ei-koodaavaa lähettiä tuotiin paikalle. Ei-koodaavien alueiden RNA:ta tuotetaan paljon ja niiden rakenne on stabiili. Myös adenovirusvälitteinen efekti on pitempi, koska epigeneettiset muutokset ovat pitkäikäisempiä.

Tulevaisuuden näkymiä

– Epigeenikonstrukteilla on seuraavaksi edessä toksikologiset testit ja muuta prekliinistä testausta, Ylä-Herttuala kertoi. Kliiniseen vaiheeseen niiden kanssa päästään toivottavasti 3–4 vuoden päästä.

– Uusia kliinisiä kokeita VEGF-D:n suhteen on käynnissä. Seuraava steppi niiden kanssa on vaiheen 2 kokeet, kun ensimmäisen vaiheen tulokset on julkistettu tämän vuoden marraskuussa.

– Geenikuljetusrintamalla tapahtuu myös. Aloitimme juuri suuren EU-hankkeen, jossa tutkitaan nanopartikkeleita geeninkuljetuksessa ja sitä, voidaanko adenovirus korvata niillä. Nanopartikkeleiden etu on kemiallinen syntetisointi, joka on helpompaa ja halvempaa kuin virustuotanto. Vielä nanot ovat viruksiin nähden tehottomia kuljettimia, eikä niillä ole kliinistä merkitystä, mutta uskon asian olevan tulevaisuudessa toisin, Ylä-Herttuala visioi.

Sydänterapioita tutkitaan siis aktiivisesti. Potilaille siitä on odotettavissa hyötyjä, jos ei heti huomenna, niin varmasti lähitulevaisuudessa.