Aamu on myöntänyt 25 000 euron apurahan tutkimukseen ’Komplementtijärjestelmän reaktiot lasten kantasolusiirroissa’

Aamu Säätiö on myöntänyt 25 000 euron apurahan tutkimukseen, jossa selvitetään lasten kantasolusiirtoihin liittyvän luonnolliseen immuunijärjestelmään kuuluvan komplementtijärjestelmän reaktioita kantasolusiirtojen yhteydessä.

Kantasolusiirto on vakiintunut hoitomuoto leukemioissa ja lymfoomissa sekä monissa muissa, lasten vaikeissa verenmuodostuksen ja immuunijärjestelmän sairauksissa. Kantasolusiirrossa kaksi eri immuunijärjestelmää, sajan ja luovuttajan, kohtaavat, mikä johtaa immunologisiin reaktioihin. Tutkimuksessa halutaan selvittää aktivoituuko komplementtijärjestelmä tai muuttuuko sen toiminta lasten kantasolusiirtoprosessin aikana ja mitkä ovat vaikutukset kantasolusiirtoon liittyvien komplikaatioiden esiintymiseen.
Tutkimusta vetävät immunologian professori Seppo Meri sekä solu- ja verensiirtohoitojen professori Kim Vettenranta. LL Lilli Leimi tekee aiheesta väitöskirjatutkimusta.

TUTKIMUKSEN TIIVISTELMÄ

Complement in pediatric hematopoietic stem cell transplantation

Hematopoieettinen kantasolusiirto on vakiintunut hoitomuoto paitsi leukemioissa ja lymfoomissa, myös muissa synnynnäisissä tai hankituissa veri- ja immuunijärjestelmään sekä aineenvaihduntaan vaikuttavissa sairauksissa.(1) Allogeenisessa kantasolusiirrossa kaksi eri immuunijärjestelmää kohtaavat, mikä johtaa immunologisiin reaktioihin. Näistä parhaiten tunnettu on akuutti käänteishyljintä.(2) Vasta hiljattain on alettu ymmärtää hematopoieettiseen kantasolusiirtoon liittyvän, endoteelisolujen vaurioitumista aiheuttavan tromboottisen mikroangiopatian (TMA) merkitys, vaikkakin sen tarkka, patofysiologinen mekanismi onkin edelleen epäselvä. Mahdollisiksi altistaviksi tekijöiksi on esitetty moninaisia syitä aina hoitoon liittyvästä toksisuudesta geneettiseen polymorfismiin, sekä potilaan ja luovuttajan väliseen geneettiseen epäsopivuuteen.(3)(4) TMA on hiljattain yhdistetty komplementtijärjestelmän aktivaatioon.(4) Tutkimuksessa selvitetään komplementtijärjestelmän aktivoitumista ja toiminnan muutosta lasten kantasolusiirtoprosessin aikana, arvioidaan aktivaation kliinistä merkitystä, sekä toiminnan muutoksiin vaikuttavia tekijöitä. Tutkimme sekä ulkoisten, hoitoon liittyvien, että siirteen saajan ja luovuttajan geneettisten ominaisuuksien merkitystä komplementtijärjestelmän aktivaatioon. Aktivaatiota seurataan määrittämällä komplementtijärjestelmän osien aktiivisuutta plasmanäytteissä. Havaitut muutokset suhteutetaan keskeisiin kliinisiin muuttujiin. Kyseessä on kliininen seurantatutkimus ilman hoitointerventioita.

KYSYMYKSENASETTELU

Tutkimuksessa halutaan selvittää aktivoituuko komplementtijärjestelmä tai muuttuuko sen toiminta lasten kantasolusiirtoprosessin aikana, mitä kliinistä merkitystä tällä aktivaatiolla on, ja mitkä tekijät vaikuttavat komplementtijärjestelmän toiminnan muutoksiin.

AINEISTO JA MENETELMÄT

Tutkimuksessa on kolme eri tutkittavaa ryhmää. Historiallinen kohortti koostuu 126 potilaasta, jotka ovat saaneet lapsuusiällä allogeenisen kantasolusiirron Helsingin yliopistollisessa keskussairaalassa vuosina 2001-2013. Retrospektiivinen kohortti sisältää 26 pediatrista potilasta, joilta on kerätty näytteitä yllä mainitussa sairaalassa vuosina 2012-2015 meneillään olevassa, lasten kantasolusiirron jälkeistä immuunirekonstruktiota käsittelevässä tutkimuksessa. Prospektiivinen potilasryhmä tulee olemaan enintään 40 allogeenisen ja 10 autologisen kantasolusiirron HYKS:ssä vuosina 2016-2018 saavaa lapsipotilasta. Autologisen kantasolusiirron saavat potilaat ovat verrokkiryhmänä, koska heidän tapauksessaan ei geneettistä epäsopivuutta ilmene. Kyseessä on kliininen seurantatutkimus, jossa analysoimme verinäytteitä erilaisia laboratoriotekniikoita hyödyntäen. Seuraamme komplementin aktivaatiota määrittämällä EDTA-plasmanäytteistä kvantitatiivisesti ELISA:lla ja turbidimetrialla komplementin osien tasoja (sC5b-9 (soluble terminal complement complex, TCC) Ba, C4 ja C3) ennen kantasolusiirtoa sekä säännöllisesti siirron jälkeen. Seuraamme kvantitatiivisesti ELISA-tekniikalla faktori H-vasta-ainetasoja, jotka altistavat komplementtijärjestelmän aktivaatiolle. Geenisekvensointi käsittää komplementtijärjestelmään ja hyytymisjärjestelmään liittyviä geenejä kattavasti. Hypoteesimme mukaan mahdollinen potilas-luovuttaja-epäsopivuus komplementtijärjestelmän aktivaattoreissa ja regulaattoreissa voi aiheuttaa potilaalle poikkeavaa komplementtijärjestelmän aktivaatiota.

TUTKIMUKSEN MERKITYS

Tämän tyyppisiä tutkimuksia on toistaiseksi julkaistu vain vähän. Komplementtijärjestelmän toiminnan muutokset voivat mahdollisesti selittää muitakin tautitiloja ja komplikaatioita kantasolusiirtoon liittyen. Komplementin säätelyn häiriöitä, ja niiden kliinistä merkitystä selventävät tulokset ovat mahdollisesti hyvinkin merkittäviä. Tutkimuksesta saatuja tuloksia voidaan edelleen käyttää jatkotutkimusten lähtökohtana selvitettäessä komplementtijärjestelmän muutoksia ja sen kliinisiä ilmentymiä ja merkitystä lasten kantasolusiirtoprosessin aikana. Tulosten valossa voidaan kehittää potilaan seurantaa ja ennakoida komplikaatioita sekä mahdollistaa oikea aikainen ja riittävän ajoissa tapahtuva hoitointerventio. Tieto geneettisestä epäsopivuudesta potilaan ja luovuttajan välillä komplementtijärjestelmän kannalta olennaisissa geeneissä voisi jatkossa edesauttaa parhaan mahdollisen luovuttajan valinnassa.

TUTKIMUKSEN NYKYVAIHE JA AIKATAULU

Tutkimusprojekti on käynnistynyt vuoden 2015 aikana. Historiallisen kohortin osalta komplementtijärjestelmää koskevien laboratoriomääritysten tekeminen on viimeistelyvaiheessa, ja kliinisen potilasdatan kerääminen sekä historiallisen että retrospektiivisen kohortin osalta hyvässä vauhdissa. Prospektiivisen aineiston potilaiden rekrytointi ja näytteiden keruu on käynnistynyt lokakuussa 2016. Keväällä 2018 on tavoitteena submittoida ensimmäinen julkaisu. Vuoden 2018 aikana jatkuvat prospektiivisen kohortin potilaiden rekrytoinnit ja näytekeräys kuten myös kaikkien potilasryhmien näytteiden jatkomääritykset. DNA-analytiikka pyritään tekemään mahdollisimman isoissa erissä, kun suuri osa DNA-näytteistä on kerättynä ja saatavilla kaikkien kolmen potilasryhmän, myös prospektiivisen kohortin osalta. Prospektiivisen potilasryhmän osalta seuranta jatkuu 1 vuoteen kantasolusiirrosta. Seuranta-ajan päätyttyä voidaan tehdä lopulliset päätökset tutkimuksen tuloksista ja saattaa väitöskirjatyö loppuun. Väitöskirjan tavoiteltu valmistumisaika on vuoden 2020 loppuun mennessä.

Complement in pediatric hematopoietic stem cell transplantation -tutkimusryhmä. Immunologian professori Seppo Meri (vas.), LL Lilli Leimi (kesk.), solu- ja veren siirtohoitojen professori Kim Vettenranta (oik.)

KIRJALLISUUSVIITTEET

(1) Miano M, Labopin M, Hartmann O, Angelucci E, Cornish J, Gluckman E, et al. Haematopoietic stem cell transplantation trends in children over the last three decades: a survey by the paediatric diseases working party of the European Group for Blood and Marrow Transplantation. Bone Marrow Transplant 2007 Jan;39(2):89-99.

(2) Copelan EA. Hematopoietic stem-cell transplantation. N Engl J Med 2006 Apr 27;354(17):1813-1826.

(3) Laskin BL, Goebel J, Davies SM, Jodele S. Small vessels, big trouble in the kidneys and beyond: hematopoietic stem cell transplantation-associated thrombotic microangiopathy. Blood 2011 Aug 11;118(6):1452-1462.

(4) Jodele S, Licht C, Goebel J, Dixon BP, Zhang K, Sivakumaran TA, et al. Abnormalities in the alternative pathway of complement in children with hematopoietic stem cell transplant-associated thrombotic microangiopathy. Blood 2013 Sep 19;122(12):2003-2007.