Helsingin yliopistossa ja Folkälsanin tutkimuskeskuksessa toimivan, professori Hannes Lohen johtama geenitutkimusryhmä on yhteistyössä dosentti Kirsi Sainion ryhmän kanssa selvittänyt syyn brasilianterrieripentujen hengenvaaralliseen luustosairauteen. Sairauden aiheuttaa geenivirhe GUSB-geenissä. GUSBin toimintahäiriöt on aiemmin liitetty ihmisen vakavia luustomuutoksia aiheuttavaan kertymäsairauteen (tyypin VII mukopolysakkaridoosi, MPS VII). Geenilöytö on jälleen esimerkki koiran ja ihmisen jaetusta tautiperimästä. Tutkimuksen pohjalta rodulle on kehitetty geenitesti, jonka avulla kantajat voidaan tunnistaa ja estää sairaiden jälkeläisten syntyminen. Tutkimus on julkaistu arvostetussa PLoS ONE-lehdessä 5.7.2012. Luustomuutokset ovat tavallisia ryhmässä lysosomaalisia kertymäsairauksia, joita kutsutaan mukopolysakkaridoosiksi (MPS). Lysosomit ovat mikroskooppisen pieniä solunsisäisiä rakenteita ja sisältävät yli 40 erilaista hajottavaa entsyymiä. Ne toimivat solujen ”puhtaanpitojärjestelmänä” ja vastaavat mm. soluihin kulkeutuneiden bakteerien pilkkomisesta ja vaurioituneiden solun osien tuhoamisesta. Lysosomin entsyymien toimintahäiriöt johtavat mm. proteoglykaaneja muodostavien glykosaminoglykaanien kertymiseen lysosomeihin ja tämä puolestaan johtaa luustohäiriöistä tunnettujen mukopolysakkaridoosisairauksien syntyyn. Ihmiseltä tunnetaan jo 11 erilaista MPS sairautta. Niille tyypillisiin piirteisiin kuuluvat lyhytkasvuisuuden lisäksi mm. koko kehoa vaivaavat laajat luustomuutokset, karkeat kasvonpiirteet, sarveiskalvon samentuminen ja sisäelinten liikakasvu. Koirat tunnetaan äärimmäisistä rakenteellisesta vaihteluista ja erityispiirteistä, joista osa on tarkoituksellisesti jalostettu rotuihin. Esimerkiksi raajakorkeus vaihtelee merkittävästi eri roduissa. Rotutyypillisten piirteiden lisäksi korissa on myös vakavia luustosairauksia, joiden geenitaustat ovat vähitellen selviämässä. Brasilianterrierin luustosairauden diagnoosi varmistui geenilöydön myötä Muutama vuosi sitten tutkimusryhmään otettiin yhteyttä brasilianterrierin pennuista, joilla oli vakavia synnynnäisiä luuston epämuodostumia raajoissa, nivelten löysyyttä, pyöreäkalloisuutta, lyhytkuonoisuutta sekä kääpiökasvuisuutta. Sairastuneiden pentujen liikkumiskyky oli erittäin huono ja ne jouduttiin lopettamaan muutaman viikon iässä. ”Samalla tavalla sairastuneita yksilöitä syntyi useaan eri pentueeseen, joten ryhdyimme selvittämään tarkemmin tämän tuntemattoman sairauden kliinisiä, patologisia ja perinnöllisiä syitä”, taustoittaa FM Marjo Hytönen. Erilaisten tutkimusvaiheiden tuloksena sairauden erityispiirteet saatiin kuvattua ja perinnöllinen vika selville. Sairauden taustalla on sama geeni, GUSB, joka aiheuttaa ihmisen tyypin VII mukopolysakkaridoosin (MPS VII). Brasilianterriereiden oireet täsmäävät pääosin ihmisen MPS VII:een. ”Brasilianterrieri on harvinainen rotu ja koiria tavataan rodun kotimaan Brasilian lisäksi lähinnä Suomessa. Tämä on ollut ikävä peittyvästi periytyvä sairaus, ja siten ongelma kasvattajille pienessä rodussa ja erityisen kurja sairastuneiden pentujen kannalta, nehän eivät oikeastaan koskaan nouse edes jaloilleen. Teimme erilaisia kliinisiä ja radiologisia tutkimuksia yhteistyössä yliopistollisen eläinsairaalan kanssa, sekä kudosanalyysejä, jotka osoittavat, että pentujen luustonkasvu viivästyy ja luutumiskeskukset puuttuvat normaaleilta kasvualueilta jopa kokonaan. Monet luustosairaudet muistuttavat kuitenkin toisiaan ja tämänkin sairauden lopullinen diagnoosi varmistui vasta geenilöydön myötä”, kertoo kehitysbiologi, dosentti Kirsi Sainio. Geenivirhe tunnistettiin uuden sukupolven perimänlukumenetelmillä Geenin tunnistamiseksi sairaiden koirien ympärille rakennettiin sukutaulu ja tehtiin perimänlaajuinen kartoitus vertaamalla 7 sairaan ja 11 verrokin perimää keskenään. Tämä vertailu paikansi geenin kromosomiin 6 laajalle alueelle, jossa oli reilut 220 geeniä. ”Geenin paikantaminen tiettyyn kromosomiin on läpimurto projektissa jo sinällään, mutta reilun 200 geenin joukosta varsinaisen geenivirheen löytäminen olisi tavanomaisilla menetelmillä vuosien työ. Tämä on ryhmässämme ensimmäinen kerta, kun onnistuneesti käytimme uuden sukupolven perimänlukumenetelmiä varsinaisen geenivirheen tunnistamiseksi. Sen sijaan että olisimme analysoineet geeni kerrallaan koko alueen läpi, pystyimme uusien menetelmien ansiosta lukemaan sen kerralla kokonaan valikoiduista näytteistä. Geenivirhe löytyi nopeasti ja se varmistettiin sitten yli 200 koirassa”, kertoo tutkimuksen johtaja, professori Hannes Lohi. Brasilianterriereiden MPS VII sairauden aiheuttaa geenivirheen aiheuttama aminohappomuutos, P289L, beta-glukuronidaasi entsyymissä. Entsyymin rakenne muuttuu ja sen aktiivisuus katoaa. Beta-glukuronidaasi entsyymi vastaa mm. luuston soluväliainekomponenttien hajottamisesta lysosomeissa ja sen toimimattomuus johtaa näiden komponenttien kertymiseen lysosomeihin. Soluväliaineen komponentteja erittyy myös virtsaan, kuten havaittiin sairastuneilla koirilla. Geenitesti jalostuksen avuksi Brasilianterriereiden sairaus on yhden geenin sairaus ja se periytyy siis peittyvästi eli resessiivisesti. Tutkimuksen mukaan jopa joka kolmas koira kantaa perimässään geenivirhettä. Tutkimuksen pohjalta rodulle on kuitenkin kehitetty geenitesti, jolla kantajat saadaan kiinni ja voidaan pitää jalostuksessa mukana. Kantajakoirat eivät sairastu. Jalostuksessa kahta kantajaa ei pidä yhdistää vaan kannattaa suosia kantajan yhdistämistä geenivirheestä vapaaseen koiraan ja geenivirheestä vapaiden koirien käyttämistä. ”Geenitestin avulla sairautta voidaan järjestelmällisesti vastustaa rodussa sen hävittämiseksi ja samalla se mahdollistaa kantajakoirien käytön, mikä on tärkeää etenkin pienessä rodussa perinnöllisen monimuotoisuuden säilyttämiseksi. Aktiiviset kasvattajat ja harrastajat ovat mahdollistaneet tämän tutkimuksen osallistumalla tutkimukseen koiriensa kanssa ja hyötyvät nyt puolestaan geenitestin myötä”, kertoo FM Marjo Hytönen. Tutkimus on osa hänen pian valmistuvaa väitöskirjaansa. Geenitesti on saatavilla Genocoperilta (genoscoper.com). Ihmiseltä on kuvattu reilut 450 perinnöllistä sairautta, johon liittyy erilaisia luuston kehityshäiriöitä. Luustosairaudet ovat monisyisiä ja niitä luokitellaan kliinisten, radiologisten, biokemiallisten ja geenilöytöjen perusteella. Ihmisen luustosairauksien taustalta on löydetty jo satoja geenejä. Luuston keskeisin rakennuskomponentti on pääasiassa proteoglykaaneista ja kollageeneista muodostuva soluväliaine. Niinpä useimmat geenivirheet ovat löytyneet tämän väliaineen muodostumiseen vaikuttavista geeneistä ja löytöjen perusteella kuvataan erilaisia sairausryhmiä kuten kollagenopatioita ja osteogenesis imperfektaa eli luuston epätäydellistä kehitystä. Professori Lohen tutkimusryhmä toimii Helsingin yliopistossa sekä eläinlääketieteellisessä että lääketieteellisessä tiedekunnassa ja Folkhälsanin tutkimuskeskuksessa, ja hänen tutkimustaan rahoittavat Helsingin yliopiston lisäksi muun muassa Suomen Akatemia, EU (LUPA), Euroopan tiedeneuvosto, Sigrid Juséliuksen Säätiö, Suomen kulttuuri Säätiö, Jane ja Aatos Erkon säätiö, Biocentrum Helsinki ja Folkhälsan. Dosentti Kirsi Sainion tutkimusryhmä puolestaan toimii Helsingin yliopiston lääketieteellisessä tiedekunnassa Biolääketieteen laitoksella. Lisätietoja: Professori Hannes Lohi Puh. 358 9 19 25085 Sähköposti: hannes.lohi@helsinki.fi Dosentti Kirsi Sainio Sähköposti: kirsi.sainio@helsinki.fi Väitöskirjatutkija, FM Marjo Hytönen Sähköposti: marjo.hytonen@helsinki.fi |