Tartu bioinformaatikute abil loodud hiiremudel aitab leida paremaid rinnavähi ravimeid

Laborihiir. Pilt on illustratiivne. (Foto: National Cancer Institute/Wikimedia Commons)
Katre Tatrik, Tartu ülikool
4.03.2016 11:11
Rubriik: Tervis

Paljudes maailma maades on naistel kõige sagedamini esinev pahaloomuline kasvaja rinnavähk. Eesti ei ole erand: aastas haigestub siin rinnavähki umbes 700 naist ja sellesse sureb neist ligi veerand. Umbes 20 teadusasutuse ja ravimifirmaga üleeuroopalises teadusprojektis aitavad tõhusamaid rinnavähiravimeid välja töötada ka Tartu ülikooli bioinformaatikud.

Ravimiuuringud on väga kallid ja keerulised. Peale selle ei jõua enamik katsetatavaid ravimeid müügile ja paljud neist, mis jõuavad, ei osutu tõhusaks. Kogu ravimitööstus otsib lahendust küsimusele, kuidas ära tunda perspektiivitu ravim võimalikult varases etapis. Selleks koostavad ja uurivad teadlased sobilikke vähimudeleid.

Vähimudel on vähi jäljendamiseks loodud katseobjekt. Üks võimalus on teha selliseid jäljendajaid hiirtest. Vähi hiiremudeli loomiseks tekitatakse laborihiirel vähk kas geenide muundamise või vähikoe siirdamisega. Teine võimalus on võtta vähirakkude kogum välja kasvajaga inimese organismist ja panna see kasvama laboritingimustes. Nii saadakse vähi rakuliin.

Loodavad mudelid ehk vähi jäljendajad, nagu hiiremudelid, rakuliinid ja muud bioloogilised objektid, peavad olema inimesel esinevate vähivormidega võimalikult sarnased. Mida suurem sarnasus, seda hõlpsam on nende abil välja töötada uusi vähiravimeid, sest teadlased testivad neid enne kliinilisi katsetusi just selliste mudelite peal.

Uusi vähimudeleid arendavad eestlaste osalusel ka üleeuroopalise projekti “PREDECT” töörühmad, kes püüavad muu hulgas leida uusi ravimeid rinnavähi vastu. Selleks loovad nad hiiremudeleid pannes laborilooma sisse kasvama rinnavähi. Seejärel jälgitakse, millised inimese vähile sarnased omadused sel tekivad.

Leiti mudel levinud vähivormile

Seni on põhiosa rinnavähi hiiremudeleid tekitanud ainult selliseid kasvajaid, mis ei reageeri naissuguhormoonile östrogeen. Östrogeenile mitte reageerivat vähivormi esineb aga suhteliselt harva. Enamikul – hinnanguliselt 75 protsendil – rinnavähiga naistest tuleb aga võidelda hoopis kasvajaga, mis reageerib östrogeenile. Pärast pikki katsetusi kogu maailmas õnnestus möödunud aasta lõpus “PREDECT” rühma kuuluvatel Šveitsi bioloogidel luua ka selleks hea hiiremudel.

See mudel loob eeldused uute ja paremate ravimite väljatöötamiseks just enam levinud rinnavähi vastu. Saavutust kajastav teadusartikkel ilmus suure mõjuteguriga (23,5) teadusajakirjas Cancer Cell, mis avaldab vähirakkudega seotud uuringuid.

Artikli tähtsuselt kolmas autor on Tartu ülikooli arvutiteaduse instituudi bioinformaatik Tauno Metsalu, kes kaitses 4. märtsil väitekirja mitmemõõtmeliste andmete statistilisest analüüsist.

Metsalu ise vähimudeli väljatöötamises ei osalenud ja šveitslaste laborites katseid ei teinud. Tema ülesanne oli võrrelda uue mudeli andmeid varasematega ja kõrvutada neid avalikust andmebaasist saadud rakuliinidega.

“Rinnavähile on tehtud palju rakuliine ja need kõik on erinevate omadustega,” rääkis Metsalu. “Mina panin rakuliinid ning uue ja vana mudeli nii-öelda ühele joonele – võrdlesin nende erinevusi ja sarnasusi”.

Selleks kasutas ta peakomponentide analüüsi, mis oli üks meetod mitmest, millega teadlased kinnitasid, et uudne mudel on tõesti östrogeenile reageerivate rinnavähi rakuliinidega sarnane. Sellisest statistilise analüüsi meetodist kirjutab Metsalu põhjalikumalt ERR Novaatori artiklis “Kuidas muuta vähiravimite väljatöötamine tõhusamaks?”.

Tauno Metsalu hoiab Tartu ülikooli bioinformaatika ja andmekaeve laboris käes mudelit, mis näitlikustab peakomponentide analüüsi. (Foto: ERR Novaator)

Hiljuti on östrogeenile reageeriva rinnavähi hiiremudeli loomisel edusamme teinud teisedki teadusrühmad. “Kui nende artikkel oleks avaldatud varem, oleksime sellele tõenäoliselt oma artiklis ka viidanud,” vihjas Metsalu USA-s Californias asuvale Lawrence Berkeley laborile, kus tutvustati samuti möödunud aasta lõpul östrogeenile reageerivat rinnavähi hiiremudelit. “Paraku olime enda artikli enne ära esitanud, kui nende töö avalikuks tuli.”

Metsalu sõnul on šveitslaste ja ameeriklaste mudelid oma olemuselt siiski küllalti erinevad. “Nemad proovisid luua vähiga hiiri erinevat tüüpi rakuliinide baasil, millest osutus sobivaks üks, varem suhteliselt vähetuntud liin 184AA3. Nad viisid vähi hiire sisse rinna rasvkoe kaudu,” rääkis ta ameeriklaste mudelist, mida on nimetatud juba ka uueks rinnavähi vastu võitlemise relvaks.

“Meie artikkel näitas, et kui viia vähk hiire organismi piimajuha kaudu, annab see parema tulemuse kui sama protsess rinna rasvkoe kaudu. See on nii sellepärast, et piimasoontes on teistsugune mikrokeskkond ja vähk areneb seal teisiti kui näiteks rasvkoes. Hea on ka see, et selline meetod töötab mitmesuguste rakuliinidega.”

Seega, kui varem on olnud keeruline tekitada hiires östrogeenile reageerivat rinnavähki, siis nüüd on eri meetodit kasutades sellega hakkama saanud kaks teadusrühma enam-vähem samal ajal. Ameeriklaste kasutatud rakuliinid on isoleeritud normaalsest rinnast, mitte vähist, ning sellepärast on neisse vähk tekitatud hiljem mutatsioonide abil. Eurooplased kasutasid mudeli loomiseks rinnavähi rakuliine. See tähendab, et vähi saamiseks ei olnud vaja kunstlikke mutatsioone.

Tauno Metsalu juhendaja, akadeemik Jaak Vilo kommentaar:

Akadeemik Jaak Vilo on TÜ bioinformaatika professor ja arvutiteaduse instituudi juhataja.

Täna, mil piirid eri teaduste vahel on muutumas õhemaks või siis vastupidi, teaduse jaoks on vaja üha rohkemate erialade ekspertiisi, on väga tähtis, et Eesti infotehnoloogia panustab kogu riigi teaduse arengusse.

Meditsiini ja geneetika andmete mahtude kasvamine muudab need valdkonnad suures osas info- ja kommunikatsioonitehnoloogia põhisteks. See suund haakub tugevalt Eesti personaalmeditsiini arengukavaga.

Fundamentaalteadus ülikoolides jõuab samm sammult rakendusteni näiteks koostöös TAK-idega nagu näiteks tarkvara tehnoloogia arenduskeskus (Tarkvara TAK). Ka kavandatavas "ITEE digitaalse võrgustunud majanduse tippkeskuses", mida arendatakse koostöös Ediburghi ülikooliga, on tervise- ja bioloogiliste andmete analüüsil oluline võtmeroll. Seda nii tervisevaldkonna olulisuse kui ka teisalt uute meetodite väljatöötamise alal.

Nagu teame, on statistika arengule läbi aja, korduvalt, just bioloogilised andmed väga suureks alustõukeks olnud. Eestil on siin väga head võimalused ja ette on näidata mitmed edulood.

 

Kas teadsid?
Katse- ehk laboriloomade kasutamisel tuleb järgida kolme põhimõtet:

1) nende arv tuleb hoida minimaalne, aga siiski nii suur, et oleks võimalik
saada usaldusväärseid tulemusi;
2) neile tehtav halb tuleb minimeerida. See tähendab, et neile ei tohi
tekitada põhjendamatuid kannatusi;
3) võimaluse korral tuleb nende asemel kasutada mitteelavaid ja/või vähem
liikuvaid objekte, näiteks rakuliine.

Nendest põhimõtetest sai alguse projekt “PREDECT”, milles teadlased uurivad,
mil määral on võimalik hiiremudel asendada rakuliinidega või kasutada
katsetes vähem hiiri. Ühe mudelina uuritakse koelõike, mille puhul
ravimikatsetusteks lõigatakse hiirest võetud kasvaja õhukesteks lõikudeks.
Nii on võimalik ühte hiirt kasutada paljude uuringute ja katsetuste jaoks.

Tauno Metsalu doktoritööd „Mitmemõõtmeliste andmete statistiline analüüs bioinformaatikas" juhendas professor Jaak Vilo Tartu ülikooli arvutiteaduse instituudist. Oponent oli dr Simon Anders Soome molekulaarmeditsiini instituudist.


Nime väli peab olema täidetud
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 1024 tähemärki
{{error}}

Teade toimetusele edastatud

Sellelt Ip-aadressilt on ligipääs piiratud

Samal teemal

Kommentaare veel ei ole. Ole esimene!

Vasta kommentaarile

+{{childComment.ReplyToName}}:
Vasta kommentaarile
Vasta

Laadi juurde ({{take2}})
Kommenteerimine on lubatud registreeritud kasutajatele!Olete sisseloginud kui {{userAlias}}
Nime väli peab olema täidetud
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 1024 tähemärki
{{error}}
Autendi ja kommenteeri ID-kaardiga.
Lisa uus kommentaar
  • foto
    Puu- ja köögivilja tasub süüa kümme portsjonit päevas
    25.02

    Kui küsimus on selles, mida järgmiseks põske pista, siis tervislik valik oleks kindlasti puu- või köögivili. Nüüd tuleb välja, et seda valikut sobiks teha isegi kaks korda sagedamini, kui meist on mõned seni piisavaks pidanud.

  • foto
    Kardioloog: Eesti inimesed on tervemad kui 99 aastat tagasi
    24.02

    Eesti inimesed on tänapäeval tervemad kui olid vabariigi algusaastail, ütles kardioloog Jaan Eha vabariigi aastapäeval ETV-le antud intervjuus.

  • foto
    Tänavune Ernst Jaaksoni stipendiumi laureaat on sporditeadlane Martin Mooses
    23.02

    Tartu ülikooli kergejõustiku didaktika lektorit Martin Moosest tunnustatakse 15 000 euro suuruse Ernst Jaaksoni stipendiumiga. Tartu ülikooli sihtasutus annab stipendiumi üle täna ülikooli aulas toimuval Eesti Vabariigi kontsertaktusel.

  • foto
    Eesti lapsed istuvad koolis ülemäära palju, teadlased pakuvad lahenduse
    23.02

    Kümme Tartu kooli on koos Tartu ülikooli liikumislaboriga kaasa tegemas Liikuma Kutsuva Kooli programmi. Kes mäletab kooliajast seda, et koridoris jooksmine on keelatud, on meeldivalt üllatunud, nähes kuidas praegu lapsi vahetundides jooksma, tantsima või suisa turnima meelitatakse.

  • foto
    Kas ööund on võimalik magada 40 minutiliste tsüklitena?
    21.02

    Soolopurjetajad, kes üksinda purjelaeva roolis ookeane ületavad, väidavad, et on. Ja selle tõestuseks teevad nad seda kuude kaupa. Kuidas mõjub tsükliline magamine inimese tervisele ja kas seda on ohutu harrastada ka igapäevaelus? Uneekspertide hinnangul on see ohtlik ja tervistkahjustav, kuid võimalik.

  • foto
    Peentolm põhjustab enneaegseid sünde
    20.02

    Ainuüksi 2010. aastal sai maailmas õhureostusega seostada vähemalt 2,7 miljonit enneaegset sündi.

  • foto
    "Vana" toit lühendab eluiga
    19.02

    Hallid juuksed, kortsud ja kiilaspäisus – märgid vananemisest on tihti kõigile näha. Suur osa elusorganisme surmani tõukavatest muutustest tekib aga silmale nähtamatul tasandil. Eluea pikkust võivad uue uurimuse kohaselt lühendada isegi toidus peituvad molekulaarsed kahjustused.

  • foto
    Teaduslikult disainitud paast vähendab ohtlike haiguste riski
    17.02

    Toitumises suuremaid muudatusi tegemata on võimalik langetada eluohtlike haiguste ohtu. Selleks tuleb kõigest iga paari kuu järel teha viiepäevane eriline dieet.

  • foto
    Treeningujärgne lihasvalu on ohumärk
    15.02

    Harjumatult koormavale treeningule või muule kehalisele tegevusele järgnev lihasvalu on keha sõnum, et vigastuste vältimiseks tuleks nüüd puhata.

  • foto
    Vastsündinud ei hakka enam B-hepatiidi vaktsiini esimesel elupäeval saama
    10.02

    Kehtiva immuniseerimiskava järgi vaktsineeritakse B-viirushepatiidi vastu esimese annusega universaalselt kõiki vastsündinuid nende esimesel elupäeval, kuid 2018. aastast eeldatavasti jõustuv kord lükkab vaktsineerimise hilisemaks.

  • foto
    Eesti teadlased tegid läbimurde papilloomiviiruse ravimite arenduses
    10.02

    Tartu ülikooli ja selle spin-off-ettevõtte Icosagen Cell Factory teadlased avastasid uudse viisi, mis võib oluliselt kiirendada inimese papilloomiviiruse vastase ravimi väljatöötamist. Uus rakuline seiresüsteemi aitab jälgida inimese papilloomiviiruse kasvu ja ravimite mõju viirusele, seda tutvustati teadusajakirjas PLOS Pathogens.

  • foto
    Prinditav mikrokiip diagnoosib haigusi vähem kui sendi eest
    09.02

    Haiguste diagnoosimiseks tuleb sageli arstidel teha analüüse, mis nõuab üksikute rakkude omaduste uurimist. See võib maksta halvimal juhul sadu eurosid. Stanfordi ülikooli teadlased esitlevad nüüd 20 minutiga prinditavat mikrokiipi, mille omahind jääb alla ühe sendi.

  • foto
    Biokeemik: kõik kiiret kaalulangetust lubavad dieedid on kahjulikud
    08.02

    Ükskõik, milline dieet, mis imekiiret kaalulangetust lubab, võib küll toimida, kuid pikas perspektiivis mõjub see tervisele kahjulikult, sest nii ränk muutus on organismile raske, rääkisTartu ülikooli meditsiinilise biokeemia professor, meditsiinidoktor Mihkel Zilmer. Ühtlasi vastab professor küsimustele kaalulangetusest, treenimisest ja taimetoitlusest.

  • foto
    Lahutus mõjub küpses eas naise tervisele hästi
    07.02

    Kui varasemad uuringud on toonud välja abielu või kooselu üldiselt positiivse mõju tervisele, siis värskest USA ülikoolide teadlaste uuringust selgub, et oma roll on mängida vanusel ning menopausi läbi teinud naiste tervisele mõjub lahkuminek hoopis positiivsena, abiellumisel on aga mõju kehakaalule ja alkoholitarbimisele.

  • foto
    Salmonella parandab ohvri söögiisu
    01.02

    Salmonelloosi tekitavad bakterid suudavad tõsta ohvrite söögiisu, näitavad hiirtega tehtud katsed. Teadlased loodavad, et seose lähem uurimine annab vihjeid ainevahetushäirete raviks ja aitab leida alternatiive antibiootikumravile.

  • foto
    Antibiootikum kiirendab bakterite paljunemist
    01.02

    Antibiootikumid on mõeldud bakterite tapmiseks, aga tuleb välja, et lisaks resistentsusele, mille paljud bakterid on antibiootikumide suhtes omandanud, võivad antibiootikumid bakterite paljunemisele lausa hoogu anda.

  • foto
    Ott Kiivikas: enda muutmine algab treenimisest
    31.01

    Tänases Vikerraadio saates ''Huvitaja'' rääkis kulturist Ott Kiivikas jõusaalispordist ja sellest, mida spordi harrastamisel silmas peaks pidama.

  • foto
    Alkoholireklaam tõesti tõukabki noori rohkem purjutama
    31.01

    Noored, kes puutuvad keskmisest rohkem kokku alkoholireklaamiga, purjutavad teistest rohkem ning õhutavad ka kaaslasi jooma, selgub värskest rahvusvahelisest ülevaateuuringust.

  • foto
    Doktoritöö annab riskigrupi lastele lootust diabeedist hoidumiseks
    31.01

    Autoantikehad on tuntud kurjakuulutajad, ent Jaanika Kärner kinnitab Tartu ülikoolis kaitstud doktoritööga ka nende headust.

  • foto
    Inimese-sea hübriidid peibutavad piiramatu organivaruga
    30.01

    Siirdamiskõlbulike organite nappusele lahendust otsivad teadlased esitlesid esimest korda sea ja inimeste rakkudest koosnevaid embrüoid. Katsed annavad lisakindlust, et tulevikus on võimalik kasvatada inimelundeid koduloomades.

  • foto
    Tehismõistus diagnoosib sama hästi kui arst
    27.01

    Iseõppivad tehismõistused lähevad üha nupukamaks ja mõni neist tungib juba arstide töömaale. Ameerika teadlased on loonud iseõppiva arvutisüsteemi, mis oskab diagnoosida nahavähki sama hästi kui spetsialistidest arstid.

  • foto
    Tüviraku-uurija: loomades kasvatatud inimorganeid võib näha 7 – 8 aasta pärast
    26.01

    Organidoonorite nappusele lahendust otsivad ameerika ja jaapani teadlased siirdasid esimest korda roti sisemuses kasvatatud hiire kõhunäärme päris hiirde. Liikidevaheline orgaanidoonorlus hoidis raske diabeedi all kannatavaid närilisi elus enam kui aasta. Teistes loomades kasvatatud organites võib peituda võti ka inimorganite põua leevendamiseks.

  • foto
    Fukushima elanikud said õnnetuse järel kiiritada arvatust vähem
    25.01

    Fukushima tuumaõnnetuse järel radiatsiooni taset mõõtnud tuhandete kodanikuteadlaste kogutud andmete analüüs viitab, et traditsioonilised lennukitelt tehtud mõõtmised viisid õnnetusejärgsetel kuudel elanike saadud kiirgusdoosi ülehindamiseni.

  • foto
    Vanametallist potid-pannid ohustavad tervist
    24.01

    Alumiiniumnõudest, mis on tehtud ümbertöödeldud vanametallist, võib toitu eralduda tervisele kahjulikke aineid.

  • foto
    Rasedusaegne tüsistus võib hilisemas elus põhjustada südamehaiguse
    24.01

    Rasedatel esinev tüsistus ehk preeklampsia võib edaspidises elus olla südamehaiguse põhjus, mistõttu asutakse USA-s hoolikamalt uurima selle tüsistuse all kannatanud vastseid emasid.

  • foto
    Mobiilne mikroskoop muudab telefoni vähisensoriks
    18.01

    Täpse vähidiagnoosi panemine ja ravimresistentse tuberkuloosi korral antibiootikumravi määramine nõuab tavaliselt tuhandeid eurosid maksvaid analüüsiseadmeid. Sama töö võiks aga ära teha nutitelefoni külge kinnitatav mikroskoop, näitab rootsi teadlaste uuring.

  • foto
    Sebrakala aju uurimine pakub võimaliku rahutute jalgade sündroomi põhjuse
    17.01

    Inimese liigutustegevused ehk motoorika võib olla tahtmatu ja väljenduda näiteks rahutute jalgade sündroomis. Freiburgi ülikooli teadlaste juhtimisel on aga leitud üks võimalik põhjus, mis seda tahtmatut liigutamist esile kutsub.

  • foto
    Allergoloog: pähkleid tuleb anda juba imikutele
    16.01

    Vanemad peaksid ohtliku pähkliallergia vältimiseks andma lastele väikeses koguses jahvatatud pähkleid juba 4 – 6 kuu vanuselt, soovitab Ameerika Ühendriikide riiklik allergia ja nakkushaiguste instituut oma uutes toitumisjuhistes. ERR Novaator uuris Tartu ülikooli lastekliiniku lastearst-allergoloog Kaja Julgelt, mida peaksid kõrva taha panema Eesti lapsevanemad.

  • foto
    Tšillides surma vastu: teravad toidud parandavad tervist
    16.01

    Terava toidu söömine võib pikendada meie eluiga. Äsja ilmunud suures edasivaatavas uuringus leiti seos tšillipipra söömise ja suremuse vähenemise vahel. Teravamaitseliste toitude eelistajate seas oli 13 protsenti väiksem suremus peamiselt südamehaiguste või rabanduse tagajärjel.

  • foto
    Epidemioloogiaprofessor: Zika viirusest lähtuv oht pole kadunud
    15.01

    Aasta pärast Ladina-Ameerikas lahvatanud Zika epideemiat on teadlased kindlamad kui kunagi varem, et viiruse ja inimloodetel nähtavate arenguhäirete vahele saab tõmmata põhjusliku seose. ERR Novaator vestles hiljuti avaldatud tõendeid kokkuvõtva ülevaate valguses Zika uuringute tuleviku teemadel töö juhtivautori, Berni ülikooli epidemioloogiaprofessori Nicola Low'ga.