Tutkimme sytokiinien merkitystä infektiotautien torjunnassa ja hoidossa. Sytokiinitutkimuksemme tavoitteena määrittää ne tekijät, jotka vaikuttavat sytokiinien ilmentymiseen ihmisen elimistössä. Sytokiinit toimivat keskenään vuorovaikutteisesti ja suurin haastemme on selvittää sytokiiniverkon toimintamekanismit elimistön puolustautuessa mikrobi-infektioita vastaan.
Sytokiinit ovat kehomme solujen erittämiä proteiineja, jotka ylläpitävät elimistömme tasapainotilaa eli homeostaasia ja ohjaavat
puolustusjärjestelmämme toimintaa.
Veren valkosolujen tuottamat sytokiinit edistävät solujen normaalia kasvua ja erilaistumista samalla kun ne estävät syöpäsolujen kasvua. Erityinen merkitys sytokiineillä on sairautta aiheuttavien eli patogeenisten mikrobien torjunnassa. Sytokiineistä interferonit ovat tehokkaita estämään virusten lisääntymistä. Kemokiinit ja interleukiinit taas säätelevät virus- ja bakteeri-infektioiden laukaisemaa tulehdusvastetta, joka on yksi elimistömme keinoista päästä eroon haitallisista mikrobeista. Kemokiinit houkuttelevat immuunijärjestelmän puolustussoluja tulehduspaikalle ja näiden solujen tuottamat interleukiinit tarpeen mukaan joko lisäävät tai vähentävät tulehdusvastetta. Interleukiinit tehostavat puolustussolujen kuten makrofagien eli syöjäsolujen, dendriittisolujen, luonnollisten tappajasolujen sekä T- ja B-lymfosyyttien toimintakykyä. Siten ne edistävät sekä soluvälitteisen että vasta-ainevälitteisen immuunivasteen muodostumista mikrobeita vastaan. Sytokiinien käyttö monien syöpä- ja infektiotautien hoidossa perustuu niiden immuunijärjestelmän toimintaa vahvistavaan vaikutukseen.
|
Sytokiiniryhmä |
Esimerkki ryhmän sytokiinistä |
Esimerkkisytokiinin biologinen tehtävä |
Tauti, jota vastaan sitä käytetään lääkkeenä |
|
Interferonit (IFN) |
IFN-alfa |
Estää virusten kasvua
Tehostaa luonnollista immuniteettia |
Syövät, mm. leukemiat |
|
|
IFN-beta |
Estää virusten kasvua Tehostaa luonnollista immuniteettia |
|
|
|
IFN-gamma |
Syöjäsolujen aktivaatio Solujen kasvun säätely |
|
|
Interleukiinit (IL-1 - IL-35) |
IL-12 |
Vahvistaa tulehdusvastetta Edistää soluvälitteistä immuniteettia |
|
|
|
IL-10 |
Hillitsee tulehdusvastetta
Edistää vasta-ainevälitteistä immuniteettia |
Nivelreuma* |
|
Tuumorinekroositekijät (TNF) |
TNF-alfa |
Vahvistaa tulehdusvastetta
Aktivoi immuunijärjestelmän soluja |
Nivelreuma ** Suoliston tulehdussairaudet** |
|
Kasvutekijät |
Erytropoietiini (EPO) |
Punasolujen kasvutekijä |
Punasoluanemia |
|
|
Granulosyyttien ja makrofagien kasvutekijät (G-CSF, GM-CSF) |
Valkosolujen kasvutekijöitä |
Anemiat |
|
Kemokiinit |
CCL3 |
Valkosolujen houkuttelu tulehduspaikalle |
|
|
|
CXCL10 |
|
|
* ei vielä rekisteröity lääkkeeksi ** TNF-vasta-aine ja liukoinen TNF-reseptori
Sytokiinit toimivat sitoutumalla kohdesolunsa pinnalla olevaan tunnistusmolekyyliin eli sytokiinireseptoriin. Sitoutuminen käynnistää monivaiheisen signaalivälityksen, jonka seurauksena solun geenien luenta muuttuu. Sytokiinejä on toista sataa erilaista ja niiden vaikutuksen kohteena olevia geenejä tunnetaan vieläkin enemmän. Monilla sytokiineillä on lukuisten kohdegeeniensä ansiosta useita erilaisia toimintoja. Siksi sytokiinejä voidaan jaotella vain karkeasti niiden biologisten ominaisuuksien perusteella. Tieteellisissä julkaisuissa sytokiiniluokituksen perusteena käytetään joko sytokiinien tai niitä sitovien reseptoreiden rakennetta.
Kansanterveyslaitoksessa on tutkittu sytokiinejä infektio- ja syöpätautien torjunnassa yli 50 vuotta eli heti sytokiinien löytymisestä lähtien. Professori Kari Cantellin johtamassa Interferonilaboratoriossa keksittiin 1960-luvulla keino tuottaa suuria määriä interferonia ihmisen valkosoluviljelmissä. Laboratoriossa kehitettyjen interferonin puhdistus- ja mittausmenetelmien ansiosta tätä ns. luonnon interferonia voitiin käyttää vuosikymmenten ajan tutkimuksissa ja potilaiden hoidossa ympäri maailmaa.
Tänä päivänä infektiosairauksista kärsiviä ja syöpäsairaita hoidetaan geeniteknologian avulla baktereeissa tuotetuilla interferoneilla ja muilla sytokiineillä. Uusia, mahdollisesti lääkkeeksi kelpaavia sytokiinejä löydetään yhä. Viimeisimpiä näistä on v. 2007 kuvattu interleukiini-35, jonka ajatellaan sen immuunivastetta hillitsevän vaikutuksen ansiosta sopivan kroonisten tulehdustautien ja autoimmuunitautien hoitoon.
Ennen kuin uuden sytokiinin käyttöä lääkkeenä päästään edes tutkimaan, on selvitettävä sen biokemialliset ja molekyylibiologiset ominaisuudet. Sytokiinin biologisten vaikutusten hyödyntäminen edellyttää sytokiinin vaikutusmekanismien tarkkaa tuntemista. Virusinfektioyksikössä tekemämme sytokiinitutkimuksen tavoitteena on selvittää näitä vaikutusmekanismeja ja määrittää ne sytokiinien signaalivälitysreittien tekijät, jotka säätelevät sytokiinien ilmentymistä.
Tutkimus Sytokiinien signaalivälityksestä ja sytokiinien kohdegeeneistä
Tutkimus Sytokiinien ilmentymisen säätelystä mikrobi-infekioissa
Tutkimus
Luonnollisen immuniteetin reseptorien välittämästä sytokiinivasteesta