Proteomiikka – uusi työkalu sarkoomien tunnistamiseen ja hoitoon

Syöpätutkimus on viime vuosina saanut uuden, tehokkaan työkalun: proteomiikan. Se voi mullistaa sen, miten harvinaiset syövät kuten sarkoomat tunnistetaan ja hoidetaan – ja tuoda toivoa potilaille, joiden diagnoosi on perinteisesti kestänyt liian kauan.

Mitä proteomiikka on?

Jokainen kehomme solu sisältää geneettisen koodin, DNA:n, joka määrittää, mitä solun pitäisi tehdä. Mutta DNA on vain ohjekirja. Varsinaisen työn tekevät proteiinit: ne katalysoivat biokemiallisia reaktioita, välittävät solujen välisiä signaaleja, säätelevät geenien ilmentymistä ja muodostavat solujen rakenteelliset tukirangat.

Proteomiikka on tieteenala, joka tutkii kaikkia solun proteiineja samanaikaisesti. Siinä missä perinteinen laboratoriotutkimus saattaa tarkastella yhtä tai muutamaa proteiinia kerrallaan, proteomiikka voi mitata useita tuhansia proteiineja yhdestä ainoasta näytteestä, veripisarasta, kudospalasta tai jopa syljestä. Teknisesti tämä tapahtuu massaspektrometrian avulla, joka tunnistaa proteiinit niiden tarkan molekyylipainon perusteella. Analyyseissa saamme jokaisen proteiinin tarkan aminohappojärjestyksen ja proteiinien määrän selvitettyä. Tulos on kuin yksityiskohtainen ”proteiinisormenjälki” eli proteomiprofiili siitä, mitä soluissa todella tapahtuu.

Kun diagnoosi viivästyy – ja mitä sille voisi tehdä

Kuvittele tilanne: nuori aikuinen käy lääkärissä selittämättömän väsymyksen ja myöhemmin kivun vuoksi. Väsymys tulkitaan koulustressiksi, kipu aluksi lihasvammaksi. Kuukausien kuluttua röntgenkuvaus paljastaa kasvaimen. Vielä useiden näytteiden jälkeen selviää, että kyseessä on harvinainen sarkoomatyyppi. Diagnoosiin on kulunut melkein vuosi.

Tämä ei ole poikkeuksellinen kokemus sarkoomapotilaiden keskuudessa. Sarkoomat ovat niin harvinaisia, ettei niitä osata heti epäillä. Oireet tulkitaan helposti lihasvammoiksi tai hyvänlaatuisiksi kasvaimiksi, ja erikoistuneita diagnostisia testejä on tarjolla vain rajoitetusti.

Proteomiikka voisi muuttaa tämän: sarkoomasolut tuottavat proteiineja, joita terveet solut eivät tuota, tai tuottavat niitä selvästi poikkeavissa määrissä. Nämä proteiinit voisivat toimia biomarkkereina, jotka paljastavat sairauden jo varhaisessa vaiheessa. Tavoitteena on verikoetasoinen testi, joka antaa vastauksen päivissä –ei kuukausissa.

Kohti yksilöllistä hoitoa

Sarkoomat ovat erittäin monimuotoinen syöpäryhmä: eri sarkoomatyypeillä on erilainen biologia, ja sama hoito voi toimia yhdelle potilaalle, mutta olla tehoton toiselle. Tämä on yksi harvinaissyöpähoidon keskeisimmistä haasteista.

Proteomiikka auttaa ymmärtämään tätä monimuotoisuutta. Kun potilaan kasvaimen proteiinikuvaus on tehty, voidaan selvittää, mitkä signalointireitit ovat yliaktiivisia juuri tässä kasvaimessa. Tieto ohjaa hoitopäätöksiä: mikä lääke todennäköisimmin toimii, ja mitkä hoidot voidaan sulkea pois turhia haittavaikutuksia aiheuttavina. Sen sijaan että kaikki sarkoomapotilaat saavat saman hoitoprotokollan, hoito räätälöidään juuri kyseisen potilaan kasvaimen biokemiallisen proteomiprofiilin pohjalta.

Suomalainen proteiinitutkimus eturintamassa

Suomi on proteomiikkatutkimuksessa kansainvälisesti vahvassa asemassa. Helsingin yliopiston Proteomiikkakeskus on yksi Pohjoismaiden merkittävimmistä alan tutkimusinfrastruktuureista, ja se kuuluu Biocenter Finland -kansalliseen tutkimusverkostoon. Keskuksessa on käytössä huippuluokan massaspektrometrilaitteistot, joilla voidaan analysoida tuhansia näytteitä vuodessa.

Suomalaisilla on myös erinomaiset edellytykset translationaaliseen, eli tutkimustuloksia potilashyödyksi jalostavaan tutkimukseen. Meillä on kattavat biopankit, laadukkaat potilasrekisterit ja tiivis yhteistyö kliinikoiden ja perustutkijoiden välillä. Nämä tekijät yhdessä luovat poikkeuksellisen hyvät lähtökohdat myös sarkoomien proteomiikkatutkimukselle.

Mitä tulevaisuus tuo?

Proteomiikkatutkimus kehittyy nopeasti, ja kehityssuunta on lupaava myös sarkoomien kannalta.

• Varhainen havaitseminen: Tutkijat etsivät proteiiniprofiileja, jotka voidaan havaita verinäytteestä jo ennen kuin kasvain on kasvanut oireita aiheuttavaksi. Tällainen niin sanottu nestemäinen biopsia voisi mullistaa seulonnan etenkin potilailla, joilla on perinnöllinen alttius sarkoomille.
• Hoidon seuranta: Proteomiikan avulla voidaan seurata, miten kasvaimen proteiinikoostumus muuttuu hoidon aikana. Tämä mahdollistaa nopean reagoinnin: jos kasvain kehittää resistenssiä, hoitosuunnitelma voidaan päivittää ennen kuin tauti etenee.
• Tekoäly ja suuret tietoaineistot: Kun tuhansien potilaiden proteiiniprofiileja yhdistetään hoitotuloksiin, oppivat algoritmit voivat löytää yhteyksiä, joita ihmistutkija ei pystyisi tunnistamaan. Tämä avaa tien kokonaan uusien hoitokohteiden löytämiseen.
• Kansainvälinen yhteistyö: Harvinaisten syöpien tutkimus hyötyy erityisesti laajasta kansainvälisestä yhteistyöstä, koska yksittäisissä maissa potilasmäärät jäävät pieniksi. Eurooppalaiset tutkimusverkostot kokoavat proteomiikkatietoa yhteen, mikä mahdollistaa tilastollisesti merkitsevät löydökset myös harvinaisissa sarkoomatyypeissä. Toistaiseksi potilaiden osallistuminen Euroopassa on ollut huippuluokkaa ja on erityisen tärkeää, että tämä saadaan ylläpidettyä myös tulevaisuudessa.

Proteomiikka ei ole vielä arkipäivää sarkoomien hoidossa, mutta se on jo todellisuutta tutkimuslaboratorioissa ympäri maailmaa. Tavoitteena on, että tulevaisuuden sarkoomapotilas saa oikean diagnoosin nopeammin ja oikean hoidon tehokkaammin. Jokainen tutkimukseen lahjoitettu euro vie tätä tulevaisuutta lähemmäksi.

Artikkelin kirjoittaja Markku Varjosalo on tutkimus- ja ohjelmajohtaja Helsingin yliopistonBiotekniikan Instituutissa & Lääketieteellisessä tiedekunnassa, ja lisäksi Helsingin Proteomiikkakeskuksen tieteellinen johtaja. Kuvassa näkyy myös massaspektrometrilaitteita.