Solut tunnistavat eron pehmeän ja jäykän välillä ja toimivat elimistössä sen mukaisesti (Väitös: FM Martina Lerche, 10.9.2021, lääketieteellinen biokemia ja genetiikka)

Ihmisen eri kudokset ovat fysikaalisilta ominaisuuksiltaan erilaisia. Rintakudos on hyvin pehmeää verrattuna lihakseen tai luuhun, ja tutkijoille on ollut epäselvää, miten perusominaisuuksiltaan hyvin samanlaiset solut pystyvät toimimaan niinkin erilaisissa ympäristöissä.

Martina Lerchen väitöstutkimuksessa selvisi, miten solut tunnistavat erilaisia kudosjäykkyyksiä ja reagoivat niihin.

– Solukalvon läpäisevät tarttumisreseptorit, integriinit, muodostavat yhteyden solun sisäisen tukirangan ja solua ympäröivän soluväliaineen välillä. Tämä tapahtuu fokaaliadheesioksi kutsutuissa rakenteissa, jotka toimivat solujen jalkoina ja käsinä edesauttaen soluja tarttumaan, liikkumaan ja uudelleenmuokkaamaan ympäristöään, Lerche kertoo.

Integriinien aktivisuus ja siitä riippuva voimansiirto ovat tästä syystä Lerchen mukaan olennaisia solutoiminnoissa, jotka liittyvät sekä yksilökehitykseen että erilaisiin sairauksiin.

Integriineillä tärkeä rooli rintarauhasen kehityksessä ja toiminnassa

Martina Lerchen tutkimuksessa esitetään myös uutta tietoa rintarauhasen solujen vuorovaikutuksesta ympäröivän kudoksen kanssa. Väitöstutkimuksessa osoitettiin, että integriinien aktiivisuuden säätelyllä on tärkeä rooli rintarauhasen kehityksessä ja toiminnassa.

Tutkimuksessaan Lerche havaitsi, että sellaiset rintakudoksen solut, joista puuttui sharpiini-proteiini, olivat muita soluja heikompia. Sharpiini on proteiini, joka estää integriinien aktiivisuutta soluissa ja jonka puuttumisen tiedetään aiheuttavan psoriasis-tyyppisiä oireita ihossa ja lisääntynyttä tulehdussolujen aktiivisuutta.

– Sharpiinin puuttuminen solussa johti epänormaaliin kollageeniproteiinin järjestäytymiseen rintakudoksessa, puutteelliseen voimansiirtoon solujen ja kudoksen välillä ja häiriintyneeseen rintarauhasen kehitykseen hiirissä. Lisääntynyt kudosjäykkyys on tärkeä rintasyövän ennustekijä ja on mahdollista, että nämä normaalista kudoksesta löydetyt voimansiirtomekanismit ovat tärkeitä myös rintasyövän kehityksessä, Lerche sanoo.

Solut kuljettavat integriinejä tarkasti sinne missä niitä tarvitaan

Lisäksi Lerche selvitti väitöstutkimuksessaan, miten soluväliaine vaikuttaa integriinien tuottoon ja kohdentamiseen solun pinnalla. Tutkimus osoitti, että solun tuottamat integriinit kuljetetaan tarkan kohdennetusti fokaaliadheesioiden päihin, missä ne edesauttavat adheesioiden kasvua soluympäristöstä riippuvaisella tavalla ja auttavat soluja vetämään itseään haluamaansa suuntaan.

– Löydös on merkittävä, sillä se on ensimmäinen osoitus siitä, että solut reagoivat ympäristönsä koostumukseen kuljettamalla tietylle ”alustalle” sopivia tarttumisreseptoreja juuri siihen kohtaa solua, missä niitä tarvitaan. Tätä voisi verrata siihen, miten moottoriurheilussa valitaan renkaat kelin mukaan ja niitä vaihdetaan tarvittaessa uusiin, Lerche sanoo.

***

MSc Martina Lerche esittää väitöskirjansa ”Integrin Activity Regulation in Mechanosensing” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 10.9.2021 klo 12. Väitöstilaisuutta voi seurata etänä: https://utu.zoom.us/j/69409643786

Vastaväittäjänä toimii Dr. Patrick Caswell (Wellcome Trust Centre for Cell-Matrix Research, University of Manshester, Iso-Britannia) ja kustoksena professori Johanna Ivaska (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on lääketieteellinen biokemia ja genetiikka.

Turun yliopisto seuraa aktiivisesti koronavirustilannetta ja viranomaisten ohjeita. Yliopisto päivittää ohjeitaan tilanteen mukaan. Ohjeet ja linkit löytyvät osoitteesta: utu.fi/koronavirus

Väittelijän yhteystiedot: mmiler@utu.fi,Twitter: @martina_lerche