Suomalaistutkijat selvittivät mekanismin, jolla geenivirhe aiheuttaa vauvaiässä puhkeavan diabeteksen.

Tutkimuksen mukaan mutaatio STAT3-geenissä ajaa haiman glukakonia ja insuliinia tuottavat solut erilaistumaan liian aikaisin. Seurauksena on haiman kehityshäiriö ja neonataalidiabetes (NDM). Neonataalidiabetes on harvinainen, alle kuukauden iässä puhkeava diabeteksen muoto. Noin puolessa tapauksista sairaus jää pysyväksi.

Neonataalidiabeteksen pysyvää muotoa aiheuttavia mutaatioita on tunnistettu yli 20 geenissä.

Toisin kuin tyypin 1 diabeteksessa NDM-potilailla ei yleensä esiinny diabetekseen tavallisesti liittyviä autovasta-aineita. Vähän aikaa sitten kuitenkin havaittiin, että STAT3-geeniä aktivoivat mutaatiot voivat aiheuttaa neonataalidiabeteksen, johon liittyy voimakas autoimmuuni-ilmiö. Voimakkaimmin STAT-geeniä aktivoivan mutaation (K392R) havaittiin aiheuttavan vaikeinta neonataalidiabeteksen muotoa.

Tutkimuksessa käytettiin kantasoluteknologioita ja genomin muokkausta

Professori Timo Otonkosken johtamassa tutkimuksessa selvitettiin autoimmuuni-ilmiön aiheuttavan STAT-geenin mutaation vaikutuksia haiman kehitykseen. Tutkimuksessa käytettiin potilaan ihosoluista tuotettuja iPS-kantasoluja.

Ihosoluista tuotetut iPS-kantasolut erilaistettiin ihmisen haiman kehitystä mukailevan monivaiheisen menetelmän avulla haiman saarekesoluiksi. Ennen erilaistusta potilaan soluissa oleva pistemutaatio korjattiin CRISPR-CAS9-genomieditoinnin avulla. Tämän jälkeen voitiin verrata potilaan solujen erilaistumista haiman kehityksen aikana niin samaa geneettistä taustaa olevien, genomieditoinnin avulla korjattujen solujen kuin terveidenkin solujen erilaistumiseen.

Tulokset osoittivat, että potilaan solujen tuottama mutatoitunut STAT3-proteiini johti haiman endokriinisten solujen ennenaikaiseen erilaistumiseen insuliinia ja glukagonia tuottaviksi soluiksi.

Kyseessä on harvinainen geenivirhe, mutta tutkijoiden mukaan tutkimuksella on laajempi merkitys. STAT3-geenin merkitystä haiman kehityksessä ei ole aiemmin tunnettu. Lisäksi tutkimuksessa käytettiin uusia kantasoluteknologioita ja genomin muokkausmenetelmiä, joiden avulla on mahdollista analysoida tarkasti tautimutaation mekanismeja.

Samaa lähestymistapaa aiotaan jatkossa käyttää muiden diabetesgeenien tutkimiseen, kerrotaan Helsingin yliopiston tiedotteessa.

Tutkimus julkaistiin Cell Reports -lehdessä.

Kuva: Otonkoski lab