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
    Laste insuldi põhjused on seni teadmata, kuid taastusravi paraneb
    06.12

    Insult – see on ju vanade inimeste haigus! Ei, keskealiste ületöötanud meeste haigus ikka ka. Ent kas teadsid, et igal aastal läheb insuldi diagnoosiga Eesti sünnitusmajadest koju kolm kuni neli vastsündinut?

  • foto
    Pähklid peletavad haigusi
    06.12

    Täna rõõmustame pähklisõpru. Teadlased on läbi analüüsinud suure hulga varem tehtud toitumise ja tervise alaseid uuringuid ning jõudnud järeldusele, et peotäis pähkleid päevas võib mõnegi tõsise haiguse eemal hoida.

  • foto
    Magusaine ohustab hiirte tervist
    05.12

    Arvate, et olete kaval ja tarbite tavaliste karastusjookide asemel nn dieetjooke, et pääseda liigsest suhkrust? Tühjagi! Ameerika teadlaste hiirkatsed näitavad, et kunstlik magusaine aspartaam võib samuti tõsta kehakaalu ja tekitada kroonilisi tervisehädasid.

  • foto
    Sotsiaalne staatus mõjutab immuunsüsteemi tööd
    04.12

    Üksindus ja tõrjutus teeb haigeks. Süüdistada ei saa aga vaid sellega seonduvaid halbu harjumusi, nagu liigne alkoholi tarvitamine ja suitsetamine, vaid tervisele võib kehvasti mõjuda juba sotsiaalne staatus iseeneses, viitavad makaakidega tehtud katsed.

  • foto
    Video: mitte ainult Meeste Tervise konverents
    03.12

    Kas mees on mehhaaniline masin? Kuidas olla iseenda psühholoog? Mida jälgida liikumisel ja toitumisel, et püsida terve, tugev ja viljakas? Neile ja teistele küsimustele otsisti vastuseid laupäeval toimunud Korp! Sakala meeste tervise konverentsil.

  • foto
    Teaduspalavik, 1/3: Tants ümber DNA
    03.12

    Tants ümber DNA räägib elulõngast ehk DNAst, mis on kogu elu alus nii loomadele kui ka taimedele. DNA on nagu lõng, millest on võimalik teha palmikutega kampsuneid, mustriga sokke või sooje käpikuid. Mis aga juhtub siis, kui mustrilehel peaks olema viga või eksime kududes?

  • foto
    Kuidas panna ülekaalulised jalgpallifännid päevapealt oma tervisest hoolima?
    02.12

    Lühike vastus on, et sellega, mis neid ükskord oma tervise unarusse jätma pani – kirg jalgpalli vastu. Norra sporditeaduste kooli teadlased töötasid välja programmi EuroFIT, millega panna osa meeste jalgpalliarmastusest ka nende tervise kasuks tööle, andes nende käsutusse nii oma lemmiku jalgpalliklubi väljaku kui ka treenerid.

  • foto
    Tervise edendamise kampaaniad ei pruugi oma sihtgruppi kõnetada
    02.12

    Olgugi et valitsused kulutavad iga-aastaselt tervise edendamise kampaaniatele suuri summasid, ei pruugi need täita oma eesmärki, sest kõnetavad ennekõike neid, kes on tervisega seotud probleemidest juba teadlikud, märkis projekti PoHeFa koordinaator Anette Schulz Budapestis, Ungaris toimuval konverentsil "Nutrition and Physical Activity: How European Union Countries Contribute to Public Health Priorities Including Obesity".

  • foto
    Autism pole seotud gripivaktsiiniga  
    02.12

    Peaaegu 200 000 lapse uurimise käigus selgus, et autismi oht ei suurenenud lastel, kelle ema oli raseduse ajal nakatunud grippi või saanud gripivaktsiini, kirjutab The Scientist.

  • foto
    HIV-i saab diagnoosida ka koduse testiga
    01.12

    HI viirust saab diagnoosida ka kodus tehtava testiga, mille täpsus on 99,7 protsenti.

  • foto
    ''Kolme vanemaga'' laste teel seisavad uued takistused
    01.12

    Suurbritanniast võib saada peagi esimene riik maailmas, mis lubab seadusandlikul tasandil selgesõnaliselt asendada raskete pärilike haiguste ennetamiseks kunstlikul viljastamisel munarakus vigased mitokondrid terve doonori omadega. Värske töö näitab samal ajal, et aeg-ajalt võib pikema aja jooksul isegi käputäis rakku jäänud vigaseid mitokondreid terved välja süüa.

  • foto
    Sport on tervislik? Mitte ilmtingimata
    01.12

    Kuigi kõikjal propageeritakse valjuhäälselt, et sport on tervislik, siis ilmtingimata see nii ei ole, rääkis Tampere UKK instituudi tervise edendamise uuringute keskuse endine teadusdirektor Pekka Oja. Igasugune füüsiline tegevus ei mõju tervisele ühtemoodi ja kõva sporditegemine pole kaugeltki kõige parem viis oma tervist turgutada.

  • foto
    Teadus kolme minutiga: Kristi Krebs ja geneetikaga allkirjastatud ravimiretsept
    30.11

    Ravimeid tehakse hetkel keskmisele inimesele. Inimeste ainulaadsuse tõttu ei tea seetõttu ka arst ravimit välja kirjutades, kas ja kuidas see patsiendile üldse mõjub. Tartu ülikooli molekulaar- ja rakubioloogia doktorant Kristi Krebs uurib, miks reageerivad inimesed ravimitele erinevalt ja kuidas kasutada neid teadmisi edaspidi ravimisel.

  • foto
    TTÜ akustikateadlased uurivad võimalusi automüra summutamiseks
    29.11

    Pidevas mürakeskkonnas elamine kahjustab immuunsüsteemi ja vähendab vaimset võimekust ning selleks ongi oluline otsida lahendusi, kuidas summutada näiteks auto või mootorratta müra. Sellega tegelevad Tallinna tehnikaülikooli akustikateadlased.

  • foto
    Noorte veri ei pruugi vananemisest päästa
    27.11

    Veres peitub vägi. Vähemalt kui uskuda keskajast pärinevaid Ida-Euroopa rahvajutte ja hilisemaid vampiiridest kubisevaid romaanikesi. Reaalsus on aga märksa keerukam. Kui esialgsed loomkatsed vihjasid, et noorte veri leevendab tõesti vanematel liigikaaslastel vananemise sümptomeid, näitab värske töö, et noortele laastavalt mõjuv protseduur parandab vanemate olukorda imevähe.

  • foto
    Röövbakterid hävitavad ravimresistentseid mikroobe  
    24.11

    Sebrakaladega tehtud katsed kinnitavad, et teistest bakteritest toituvat mikroobi Bdellovibrio bacteriovorus saab kasutada mitmete antibiootikumide suhtes resistentsuse omandanud haigustekitaja Shigella tõrjumiseks.

  • foto
    Antibiootikumiretsepti saamine telefoni teel on vastastikuse usalduse küsimus
    24.11

    Eestis kirjutavad perearstid teiste Euroopa riikidega võrreldes antibiootikume oluliselt vähem välja. Samal ajal esineb meil patsientide sõnul ja perearstide kinnitusel praktikat, kus antibiootikume kirjutatakse välja ka telefoni teel. Kuigi see ei pruugi tunduda päris õige, on spetsialistide sõnul siin omadki kaalutluskohad ning sajaprotsendiliselt seda valeks pidada tegelikult ei saa.

  • foto
    Teedrajav Eesti uuring juhatab meeste viljatuse põhjusteni
    22.11

    Suuremahuline, üle 8000 meest hõlmanud uuring ilmus teaduspublikatsiooni kohta ebatavaliselt mahukana. Tavaliselt 14-leheküljelisi kliinilisi meditsiiniartikleid teadusajakirjades ei avaldata.

  • foto
    Nanomaterjal võib kiirendada haavandite ravi
    21.11

    Haavandid põhjustavad pikaajalist töövõimetust, kõrget suremust ja on rahaliseks koormaks ka tervishoiusüsteemile. 2011. aastal kannatas kogu maailmas krooniliste haavade käes 40 miljonit inimest. Tänapäeval ravitakse selliseid raskeid haavu antibiootikumide või haavasalvidega, ent mõlemal on omad puudused. Tartu ülikooli teadlased arendavad haavaravi efektiivsemaks muutmiseks antimikroobseid ja raviainet sisaldavaid nanokiududest katteid.

  • foto
    Teadlikkus enneagsetest sündidest on jätkuvalt madal
    17.11

    Ülemaailmselt sünnib iga kümnes laps enneaegselt. Vaatamata aga enneaegsete sündide suurele osakaalule on ühiskonna teadlikus enneaegsesusest jätkuvalt madal.

  • foto
    Uudne kapsel hõlbustab ravikuuride läbiviimist
    17.11

    Kindla graafiku alusel regulaarselt tablettide neelamine võib olla väljakutseks isegi nooremale põlvkonnale, saati siis näiteks Alzheimeri tõbe põdevatele vanuritele. Rühm teadlasi on loonud nüüd suu kaudu manustatava kapsli, mis püsib aeglaselt arstirohtu vabastades soolestikus mitmeid nädalaid. Lahendust saaks kasutada ka malaaria tõrjumiseks.

  • foto
    Pessimism osutab südamehaigusse suremise ohule  
    17.11

    Soomes läbiviidud keskealiste ja vanemate meeste ning naiste uuringust ilmnes, et pessimism on tugev riskitegur südame koronaartõvest põhjustatud surmades. See ei tähenda siiski, et optimism südamehaigusse suremise eest kaitseks.

  • foto
    Video: kuidas piirata liigset suhkrutarvitamist
    16.11

    Ülekaalulisusega seonduvate terviseprobleemide vähendamiseks tuleb pöörata muu hulgas pilk magustatud jookide vähendamise poole. Sotsiaalministeeriumi eestvedamisel koostatud analüüsi kohaselt annaks parimaid tulemusi mitmekülgne meetmete pakett. Eesti Toiduliidu hinnangul pole magustatud jookide täiendav maksustamine õigustatud.

  • foto
    Doktoritöö: alkoholi tarbimist mõjutavad geenid, sünniaegne keskkond ja suhted
    16.11

    Alkoholi kuritarvitamine on üks peamistest ennetatavate surmade ja terviserikete põhjustajatest. Tartu ülikooli doktorant Mariliis Vaht uuris täna kaitstud doktoritöös geneetika ja keskkonna mõju alkoholitarbimisele. Ta leidis, et lisaks geneetilistele eelsoodumustele mõjutab probleemset alkoholitarbimist ka periood, millal inimene sündinud on.

  • foto
    Degeneratiivsed ajuhaigused on ühiskonna vananemisega kaasnev kaasaja "epideemia"
    15.11

    Arenenud riikides on inimese keskmine oodatav eluiga jõudsasti pikenenud: 20. sajandi jooksul on lisandunud eluaastaid poole võrra, ja ka käesoleval sajandil need trendid jätkuvad. Kui maailmas ja Euroopa riikides on alates 2000. aastast elupikkusele lisandunud keskmiselt 5 aastat, siis Eestis 7 aastat. See on meie inimeste oodatava eluea kasvatanud isegi pisut pikemaks kui Euroopas, paraku küll endiselt lühemana meestel, kuid tasapisi on vahe vähenemas.

  • foto
    Diabeediliidu juhataja: paljud Eesti diabeetikud pole oma haigusest teadlikud
    14.11

    Esmaspäeval, 14. novembril tähistatakse rahvusvahelist diabeedipäeva. Eesti diabeediliidu juhataja Ulvi Tammer-Jäätes nentis, et umbes pooled Eesti diabeetikud ja eeldiabeediga inimesed pole oma haigusest teadlikud.

  • foto
    Lapseeas põetud gripp võib päästa linnugripi pandeemiast
    14.11

    Lapseeas esimesena läbipõetud gripiviirus jätab immuunsüsteemile jälje, mis pakub sarnaste gripitüvede vastu täiendavat kaitset terveks ülejäänud eluks. Paraku pärsib see immuunsuse teket teise geneetilisse rühma kuuluvate gripiviiruste vastu, näitab värske uuring.

  • foto
    Ajuliides taastas halvatud ahvide käimisvõime
    10.11

    Šveitsi teadlased esitlevad aju seljaajuga ühendavat liidest, mis võimaldas seljaaju vigastuse tõttu osaliselt halvatuks jäänud ahvidel kõndima hakata juba nädal pärast traumaatilist vahejuhtumit. Sarnasel viisil inimeste ravimiseni on jäänud parimal juhul veel paar aastat.

  • foto
    Riigikontroll: paljude laste haigused jäävad õigel ajal märkamata
    10.11

    Eesti laste tervishoiukorraldust tuleb kiiresti muuta, sest laste haigusi ei märgata piisavalt vara ning eelkooliealistest ja koolilastest käib vaid väike osa piisavalt tihti arsti juures, selgus riigikontrolli auditist.

  • foto
    Eesti sporditeadlaste uuring: kas kofeiin parandab sooritusvõimet ka kuumas?
    08.11

    Lugusid sellest, kuidas Tartu suusamaratoni finiši eel pakutud tass kanget kohvi on aidanud lõpuni pingutada, on rääkinud ja kuulnud tuhanded rahvasportlased. Seda, et kofeiin võib parandada vastupidavuslikku töövõimet, on näidanud ka mitmed teadusuuringud. Kuid selline positiive mõju paistab kehtivat vaid tavakeskkonnas, kuumas see kaob.