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
    Vanametallist potid-pannid ohustavad tervist
    09:46

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

  • foto
    Rasedusaegne tüsistus võib hilisemas elus põhjustada südamehaiguse
    09:19

    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.

  • foto
    Mesenteeria ehk kuidas meedia uue organi leidis
    11.01

    Soolekese, mesenteer ja soolekinnisti – veel nädal tagasi ei teadnud ma, mida ükski neist mõistetest tähendab. Õnneks ilmusid nende kõrval meediasse abivalmilt konteksti loomiseks märksa tuttavamad sõnad nagu ''organ'', ''uus'', ''avastasid'' ja ''teadlased''. Nädal hiljem ja pärast tosina e-kirja vahetamist ei saa ma aga endiselt kindel olla, kas minu sisemuses tuksleb uus elund või mitte.

  • foto
    Ravim aitab hambaaugul ise paraneda
    10.01

    Küll oleks hea, kui kõik hambaaugud ise ära paraneksid, nii et hambaarst ei peaks neid parandama kehavõõrast materjalist täidisega. Nüüd ongi briti teadlased avastanud, mida teha, et nii oleks, vähemalt mõnel määral.

  • foto
    Grippi haigestumine kasvab, haripunkt on alles ees
    06.01

    Grippi haigestunuid on praegu palju, kuid haripunktist on veel vara rääkida, sest järgmisel nädalal algab kool ja see tõstab ka haigestujate arvu, ütles terviseameti avalike suhete juht Iiris Saluri.

  • foto
    Vahemeremaade road hoiavad aju suurema
    06.01

    Vanematel inimestel läheb aju väiksemaks. Kuid nüüd tuleb välja, et neil vanematel inimestel, kes järgivad Vahemere-äärsetes maades levinud toitumistavasid, väheneb ajumaht aeglasemalt.

  • foto
    Vanemate ülekaal pidurdab laste varajast arengut
    05.01

    Tugev ülekaalulisus ja rasvumus ei kasvata ainult inimeste riski haigestuda näiteks südame ja veresoonkonna haigustesse ning II tüüpi diabeeti, vaid võib pidurdada nende imiku- ja maimikueas olevate laste vaimset arengut. Oma mõju on ka isade ülekaalul.

  • foto
    Gripp on sel talvel nõudnud Eestis neli inimelu
    05.01

    Eesti kolme suurema haigla andmetel on gripi tõttu tänavu talvehooajal surnud neli inimest, kes kõik kuulusid riskirühma, olid vanuses üle 70 ja vaktsineerimata.

  • foto
    Hoiatus: poes müüdav õnnetina sisaldab tervisele ohtlikku pliid
    31.12

    Tartu ülikooli arheoloog Ragnar Saage ostis 2010. aastal poest hobuserauakujulised “õnnetina” kangid ning on nendega mitu aastat järjest õnne valanud. Kahe aasta eest osteti TÜ arheoloogia laborisse spektromeeter, mille kalibreerimisel sai “õnnetina” keemilist koostist analüüsitud ning selgus, et tegu on hoopis pliiga, mis on tervisele ohtlik.

  • foto
    Uudne geenimuutmistehnika paljastas HI-viiruse nõrgad küljed
    27.12

    Kuigi HIV pole enam surmatõbi, tõstavad viiruse muteerumiskiiruse tõttu ikka ja jälle pead ravile allumatud viirusetüved. Rühm teadlasi on leidnud nüüd uudset geenimuutmistehnikat kasutades viis inimese geeni, mille rivist väljalöömine paneb viiruse levikule piirid, kuid ei kahjusta seejuures inimeste rakke. Leid annab vihjeid geeniteraapiate ja püsivama mõjuga ravimite loomiseks.

  • foto
    Sünnikodu metsaääres ennustab paremat vastupanu allergiatele
    2016

    Kolige maale, võtke koer ja jooge kodus kasvatatud lehma piima. Kuigi allergiate vältimiseks võivad sellised soovitused tunduda kummalised, võib säärane elukeskkond väga varajases nooruses aidata tõesti allergiaid ja autoimmuunhaiguseid vältida.

  • foto
    Suur diabeediuuring näitab, et laste suhkruhaiguse avaldumist on võimalik edasi lükata
    2016

    Lapsed, kes puutuvad varases elus kokku erinevate mikroobidega, on teatud haiguste suhtes rohkem kaitstud. Nii ütleb hügieenihüpotees. Puhtus on nuhtlus ka laste esimest tüüpi diabeedi puhul, kinnitab pea kümme aastat kestnud Eesti, Soome ja Venemaa Karjala vastsündinute ja väikelaste uuring.

  • foto
    Teaduspalavik, 3/3: Tants ümber DNA
    2016

    Heidame DNA abil pilgu tulevikku. Kas DNA võimaldab aastasadade pärast paljastada, kus tegime pikemal teekonnal olles metsapeatuse või mida sõime pargipiknikul või kas geenidoping saab lahutamatuks osaks spordist? Saatejuht ja autor Marju Himma-Kadakas, režissöör Mati Kark.

  • foto
    Haigekassa ja Tartu ülikooli raport: ravikvaliteet on hea, kuid arenguruumi jagub
    2016

    Haigekassa ja Tartu ülikooli koostöös valmis ravikvaliteedi raport, milles võeti luubi alla mitmed rahvusvaheliselt võrreldavad indikaatorid, mis lubaksid teha järeldusi Eesti ravitaseme kohta. Kokkuvõtlikult tõdeti, et üldiselt on Eestis ravikvaliteet hea, kuigi mõnes valdkonnas arenguruumi jagub. Eesmärgiks seatakse, et kvaliteet oleks suurte keskhaiglate ja maakondlike raviasutuste vahel ühtlasem.

  • foto
    Viirustel on kasulikum naisi hellemalt kohelda
    2016

    Naised on väärtuslikud. Seda mitte ainult inimeste jaoks. Uus analüüs viitab, et osa haigustekitajatest on kohastunud laiema leviku huvides tekitama naistel leebemaid sümptomeid, parandades sellega oma väljavaateid nakatada raseduse või imikute rinnaga toitmise ajal nende järeltulijaid.

  • foto
    Jooksjate aju on sidusam
    2016

    Jooksmine on kasulik ja mitte ainult jalgadele, vaid ka peale. Ameerikas tehtud uuringust ilmneb, et jooksuharrastajatel toimib aju kooskõlalisemalt kui neil, kes jooksu ei harrasta.

  • foto
    Toitumisteave pakendil: kuidas teadlikult vältida tervist kahjustavat
    2016

    Teisipäevast on Euroopas kohustuslik esitada toidupakenditel toitumisalast teavet. Peamine probleem inimeste toitumise juures on liigne soola, suhkru ja küllastunud rasvhapete tarbimine.

  • foto
    Sporditeadlane: kuidas peatada laste liikumisaktiivsuse langust?
    2016

    Just sellisele küsimusele otsis vastust kaks aastat tagasi alanud liikumisfoorumite sari. Regulaarsed mõttevahetused on tänaseks jõudnud kehalise kasvatuse õppimise ja õpetamise jõulise ümberkujundamiseni. Eesmärgiks on uus, 2020. aastal rakenduv kehalise kasvatuse ainekava, mille läbinud õpilased kujuneksid liikumist armastavateks täiskasvanuteks.

  • foto
    Bakalaureusetudengite kaal kasvab
    2016

    Esimese kõrgkooli astme lõpetamisega kaasneb mitte ainult diplom, vaid sageli ka lisakaal. Bakalaureusekraadi saanud kogusid tudengiaastatega keskmiselt ligi viis lisakilo ja sellega kaasnevad terviseriskid.

  • foto
    Teaduspalavik, 2/3: Tants ümber DNA
    2016

    Kuidas kasutavad Eesti erinevate teadusvaldkondade teadlased oma uurimistöös DNAd? Heidame DNA abil pilgu silmaga nähtamatute krohmseente maailma, HI-viiruse uurimisse ja inimese pärinemisse.

  • foto
    Rasvhapped kiirendavad vähi levikut
    2016

    Vähktõvest vabanemisel saab sageli kaalukiviks kasvajarakkude levimine oma algsest koldest teistesse organitesse ja kehaosadesse. Rühm teadlasi leiab nüüd, et metastaasi soodustab kasvajarakkude pinnal avalduva valgu CD36 kaudu rasvarikka toidu söömine.

  • foto
    Eesti teadlased said jälile üllatavale raseduse katkemise põhjusele
    2016

    Raseduse iseeneslikku katkemist esineb sagedamini kui tavaliselt arvatakse. Naise ja kogu pere jaoks on see ootamatu ja kurb sündmus, millega kaasneb nii füüsiline kui emotsionaalne stress. Sellega seonduvaid stressreaktsioone aitab paljuski leevendada teadmine, miks rasedus katkes ning ka see, kui ostakse ära hoida suuremaid ja tõsiseimaid tüsistusi. Raseduse katkemises omab olulist rolli väike geeniperekond, leidsid Tartu ülikooli inimgeneetikud värskelt ilmunud teadusartiklis.

  • foto
    Laste insuldi põhjused on seni teadmata, kuid taastusravi paraneb
    2016

    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
    2016

    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
    2016

    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.