Nemaline Myopathy group

Tutkimuksen tausta

Nemaliinimyopatiat (NEM) ja sen sukuiset lihastaudit kuuluvat ultraharvinaisiin sairauksiin. Nemaliinimyopatia on synnynnäinen lihastauti, ja sen diagnoosi perustuu lihasheikkouteen ja potilaan lihassyissä esiintyviin nemaliinikappaleisiin (Kuva 1), jotka ovat solussa havaittavia sarkomeeriproteiineista muodostuneita kasaumia. Sairaus johtuukin juuri tämän lihassolun pienimmän supistuvan yksikön, sarkomeerin, toiminnan häiriöstä. Sarkomeeri koostuu sadoista erilaisista proteiineista ja mikäli jokin supistumiselle tärkeä proteiini on viallinen, henkilölle saattaa tulla lihassairaus, kuten tässä tapauksessa nemaliinimyopatia tai sen sukuinen sairaus. Geenit sisältävät "reseptin" proteiinille ja näin ollen, mikäli geenissä on virhe eli mutaatio, se tuottaa viallisen proteiinin. Taudista on olemassa monta eri muotoa, esim. vastasyntyeen vaikea muoto, ns. tyypillinen muoto ja myöhemmin alkava, lievä muoto. Nemaliinimyopatian sukuisissa sairauksissa oireet voivat olla hyvin samankaltaiset, mutta lihassolussa ei ole nemaliinikappaleita tai soluissa havaitaan muita poikkeamia nemaliinikappaleiden sijaan.

Kuva 1. Luustolihaksen elektronimikroskopia. A) Normaalikontrollissa luustolihas jakautuu supistuviin yksiköihin, sarkomeereihin (nuoli), jotka rajautuvat Z-levyihin (nuolenkärjet). B Nemaliinimyopatian tunnusmerkkinä pidetään nemaliinikappaleita (*). Nemaliinikappaleet ovat proteiinikertymiä, jotka usein ilmenevät Z-levyn paksuuntumisena.

Tällä hetkellä yli kymmenen eri geenin varianttien tiedetään aiheuttavan nemaliinimyopatiaa. Riippuen geenistä nemaliinimyopatia voi periytyä joko peittyvästi tai vallitsevasti. Mikäli sairaus periytyy peittyvästi, lapsi sairastuu, mikäli hän saa sairauden aiheuttavan geenivirheen molemmilta vanhemmiltaan, jotka itse ovat geenivirheen terveitä kantajia. Joissakin tapauksissa tauti aiheutuu uudesta mutaatiosta, joista eräät aiheuttavat nemaliinimyopatiaa, mikäli mutaatio syntyy lihaksen toiminnalle tärkeään geeniin. Tällainen lapsen uutena syntynyt geenimuutos ei siis ole periytynyt kummaltakaan vanhemmalta. Joissakin perheissä nemaliinimyopatia periytyy vallitsevasti, jolloin lapsi saa sairauden aiheuttavan perintötekijän jommaltakummalta vanhemmaltaan, jolla on itsellään sama tauti. Noin puolella potilaista nemaliinimyopatia johtuu mutaatioista valtavassa nebuliinigeenissä. Lähes kaikki tämän geenin mutaatiot periytyvät peittyvästi. Suomalaisilla muutokset nebuliinigeenissä ovat yleisin nemaliinimyopatian aiheuttaja. Toinen yleinen geeni, jossa olevat mutaatiot aiheuttavat nemaliinimyopatiaa, on alfa-aktiini.

Vuonna 1996 perustettiin kansainvälinen nemaliinimyopatiakonsortio, johon kuuluu yhteistyötä keskenään tekeviä tutkimusryhmiä ympäri maailman. Konsortiota perustamassa oli perinnöllisyyslääkäri Carina Wallgren-Pettersson Folkhälsanin perinnöllisyysklinikalta ja Helsingin yliopistosta yhteistyössä Australiassa työskentelevän professori Nigel G. Laingin kanssa. Carina Wallgren-Pettersson tutki nemaliinimyopatiaa jo omassa väitöskirjatyössään vuodesta 1984 lähtien. Nemaliinimyopatiatutkimusryhmä työskentelee Folkhälsanin tutkimuskeskuksessa Biomedicum Helsingissä. Tutkimusryhmää johtanut Carina Wallgren-Pettersson johti ryhmää vuoden 2023 loppuun asti yhdessä dosentti Katarina Pelinin kanssa. Vuoden 2024 alusta Katarina Pelin on toiminut ryhmänjohtajana, mutta Carina Wallgren-Pettersson jatkaa ryhmässä eläköitymisensä jälkeenkin osa-aikaisena vanhempana tutkijana ja asiantuntijalääkärinä. Katarina Pelin toimii Helsingin yliopistossa Bio- ja ympäristötieteellisessä tiedekunnassa perinnöllisyystieteen yliopistonlehtorina, ja on toiminut nemaliinimyopatian tutkimusryhmässä tutkijana vuodesta 1996. Tutkimusryhmässä työskentelee täysipäiväisenä nemaliinimyopatian molekyyligenetiikasta 2009 väitellyt dosentti Vilma-Lotta Lehtokari, vuonna 2019 väitellyt FT Jenni Laitila sekä osa-aikaisena vuonna 2014 väitellyt dosentti, sairaalageneetikko Kirsi Kiiski. Kaikkiaan tutkimusryhmästä on väitellyt kuusi tutkijaa ja ryhmässä on kolme väitöskirjatyöntekijää; FM Johanna Lehtonen, FM Fanny Rostedt (tällä hetkellä Kööpenhaminassa professori Julien Ochalan tutkimusryhmässä), ja FM Milla Laarne. Lisäksi ryhmään kuuluu tutkimusassistentti Marilotta Turunen, joka vastaa potilasnäytteistä ja monista laboratoriotöistä. Ryhmässä työskentelee myös harjoittelijoita ja opiskelijoita. Ryhmän esittelyn löydät täältä.

Molekyyligeneettiset tutkimukset Folkhälsanilla

Tutkimuksen pääpaino on harvinaisten synnynnäisten myopatioiden, pääasiassa nemaliinimyopatian molekyyligenetiikan ja syntymekanismien parissa. Tutkimustyössä etsitään synnynnäistä myopatiaa aiheuttavia mutaatioita tunnetuista nemaliinimyopatiageeneistä ja uusista mahdollisista aiheuttajageeneistä, ns. kandidaattigeeneistä. Olemme muun muassa tunnistaneet yli 250 erilaista, sairautta aiheuttavaa muutosta nebuliinigeenistä ja löytäneet niitä myös mm. cap-, core-rod- ja distaalimyopatiapotilailta. Nämä kaikki kuuluvat kuitenkin samaan "myopatiaperheeseen", joita yhdistää lihassolun supistuvan yksikön, sarkomeerin toimintahäiriö, eriasteinen lihasheikkous ja poikkeamat lihassolun rakenteessa.

Lisäksi tutkimme, kuinka nämä muutokset johtavat eriasteiseen lihasheikkouteen ja nemaliinikappaleiden tai muiden histologisten poikkeamien syntymiseen lihassyissä, hyödynnämme uusimpia menetelmiä mutaatioiden tunnistamiseksi ja pyrimme havaitsemaan yhtäläisyyksiä ja eroja tutkittavien taudinkuvan ja tautia aiheuttavien geenimuutosten ja geenien suhteen.

Lihaksen proteiinit ovat suurimpia selkärankaisissa esiintyviä proteiineja ja niitä koodaavat valtavat lihasspesifit geenit. Geeneissä on usein toistojaksoja. Tutkimme myös näiden lihasspesifien geenien toistojaksorakenteita ja niiden merkitystä lihaksen toiminalle terveessä ja lihastautipotilaan lihaksessa.

Yleensä tutkimukseen osallistuvalta ja mahdollisesti hänen perheenjäseniltään pyydetään verinäyte tai vaihtoehtoisesti sylkinäyte. Joissakin tapauksissa tarvitaan lisätutkimuksena lihaskoepala, joka yleensä otetaan tai on otettu samassa yhteydessä, kun diagnoosia on selvitetty. Veri-, sylki- ja/tai toisinaan ihonäytteestä eristetään perimäaines eli DNA, josta etsitään nemaliinimyopatiaan liittyviä muutoksia. Näytteitä voidaan käyttää myös geenituotteen eli proteiinin toiminnan tutkimiseen tai soluviljelyn aloittamiseen, jolloin saadaan tietoa lihassolun toiminnan häiriöstä potilaan lihaskudoksessa.

Ryhmän kerätessä maailmanlaajuisesti tietoa kongenitaalista myopatiaa sairastavien henkilöiden sairaudenkuvasta, kuten lihasheikkouden asteesta tai eri lihasten eriasteisesta heikkoudesta, keräämme tutkittavan suostumuksella hoitavilta lääkäreiltä tietoa lihassairauteen liittyen erillisellä tutkimuslomakkeella. Ryhmällämme on tiedot noin 500 perheen potilaan sairaudenkuvasta. Tätä tietoa hyödynnetään, kun pyritään selvittämään geenilöydösten ja taudinkuvan yhteyttä toisiinsa, ja tulevaisuudessa myös esimerkiksi erilaisten mahdollisten hoitojen soveltuvuutta eri potilaille. Tätä varten Helsingissä on kansainvälinen nemaliinimyopatiatietokanta, johon on kerätty potilaiden nemaliinimyopatiaan liittyviä tietoja. Tutkimusprojektilla on saanut puoltavan lausunnon HUS Lastenklinikan Eettiseltä toimikunnalta (6/E7/05 (uusittu 2021)).

Tutkimusryhmämme on löytänyt kaksi geeniä, joissa olevat virheet aiheuttavat nemaliinimyopatiaa; nebuliinigeenin virheet ovat yleisin syy peittyvästi periytyvän nemaliinimyopatian takana. Olemme löytäneet nebuliinista yli 250 tautia aiheuttavaa virhettä niin nemaliinimyopatiaa kuin sen sukuisia myopatioita sairastavilta. Yli 90 % näistä geenivirheistä on peittyvästi periytyviä, mutta ryhmämme löysi myös ensimmäiset vallitsevasti periytyvät geenivirheet nebuliinista. Pieni osa nebuliinissa olevista geenivirheistä on vallitsevasti periytyviä. Kaikki tunnetut vallitsevasti periytyvät nebuliinin geenivirheet ovat isoja deleetioita, eli häviämiä, jolloin nebuliinista puuttuu iso osa. Olemme myös ensimmäisinä löytäneet TPM2-geenivirheet nemaliinimyopatian takana, ja löytäneet useita virheitä useista tunnetuista nemaliinimyopatiageeneistä. Nykyisin hyödynnämme ja optimoimme uusimpia menetelmiä geenivirheiden havaitsemiseen. Näiden menetelmien avulla voidaan mm. lukea pidempiä jaksoja DNA:ta kerrallaan tai selvittää sitä, miten paljon virhettä sisältävää geenituotetta muodostuu elimistössä. Näitä menetelmiä varten tarvitaan tuore verinäyte, josta DNA eristetään erityisillä DNA:n rakennetta suojaavilla menetelmillä, jolloin DNA-juoste saadaan säilytettyä mahdollisimman ehjänä ja pitkänä analyysia varten. Lisäksi olemme tutkineet ja selvittäneet nebuliinigeenin tuottaman nebuliiniproteiinin toimintaa lihaksessa ja mm. sen sitoutumista toiseen lihaksen supistumiselle tärkeään proteiiniin, aktiiniin. Tällä hetkellä selvittelemme aktiivisesti sitä, miten havaitsemamme geenivirheet sekä tunnetuissa että uusissa geeneissä johtavat lihassairauteen. Hyödynnämme tutkimuksissamme potilaista otettuja lihaskoepaloja ja niistä tuotettuja soluviljelmiä.

Kaikki tutkimuksemme toimii perustana mahdollisille tulevaisuuden hoidoille, joilla toivomme lihastaudin oireiden helpottuvan. Teemme kansainvälistä yhteistyötä useiden tahojen kanssa paitsi diagnoosin löytämiseksi, diagnostiikan parantamiseksi mutta myös tulevaisuuden hoitomuotojen pohjaksi.

Energia-aineenvaihduntaan ja ravitsemukseen liittyvät tutkimukset

Lihastauteja, kuten nemaliinimyopatiaa sairastavat henkilöt kuvaavat usein, että ajoittain he uupuvat helposti, ja uupumus häiritsee arkea ja palautuminen saattaa kestää suhteettoman kauan. Lisäksi kliinikot ovat havainneet, että osa sairastavista on hyvin hoikkia etenkin lapsina. Moni vanhempi kertoo, että lapsella on vaikeuksia syödä, ja tämä voi johtaa alipainoon tai vajaaravitsemustilaan. Toisaalta moni nuorista ja aikuisista kertoo, että huolimatta siitä, että syövät paljon, paino ei nouse.

Ravitsemustilan ja painon tutkimusta on tehtävä useasta eri tulokulmasta, jotta mahdolliset näihin vaikuttavat tekijät saadaan kartoitettua. On tutkittava ravinnosta saadun energian suhdetta henkilön painoon ja sitä, kuinka kyseisen henkilön elimistö kuluttaa energiaa niin levossa kuin lihassupistuksen aikana.

Ravitsemus- ja toimintakykytutkimus

Tausta

Tässä tutkimusprojektissa oli tarkoitus kartoittaa synnynnäistä myopatiaa, erityisesti nemaliinimyopatiaa sairastavien henkilöiden ravitsemusta, toimintakykyä ja yleistä terveydentilaa, heidän ruoansulatuskanavansa toimintaa, sekä näiden mahdollista yhteyttä toisiinsa. Nemaliinimyopatiaa sairastavilla on usein kasvojen alueen lihasheikkoutta sekä poikkeava suuontelon rakenne, joka voi vaikuttaa syömiseen (puremiseen, ruoan liikutteluun suussa ja nielemiseen). Nämä tekijät saattavat vaikuttaa henkilön ateriointiin ja syömiseen, ja sitä kautta myös ravitsemustilaan. Lisäksi aterioiden valmistaminen tai itse ateriointi, kuten ruoan pilkkominen, voi olla haastavaa.

Sekä yli- että alipaino voivat niin ikään vaikuttaa toimintakykyyn ja myös luuston terveyteen. Erityisesti henkilöillä, jotka istuvat paljon tai joutuvat käyttämään pyörätuolia, luille tulee helposti liian vähän rasitusta, mikä lisää luiden haurastumisen riskiä. Muun muassa näistä syistä on tärkeää selvittää myopatioita ja muita liikuntaelinsairauksia sairastavien ihmisten ravitsemusta.

Tutkimuksen pilottitutkimus on saatu päätökseen, ja haluamme ensin kiittää mitä lämpimimmin sekä tutkimukseen osallistuneita että potilaita, jotka olivat mukana kehittämässä tutkimuslomaketta. Asiantuntijoina ravitsemustutkimuksessa toimivat ravitsemusterapeutti, tri Minna Similä (HUS) sekä ravitsemustieteilijä, dosentti Vilma-Lotta Lehtokari. Toimintakyvyn mittaamisen asiantuntijana projektissa toimi dosentti Sinikka Hiekkala Invalidiliitto ry:stä. Asiantuntijalääkäreinä tutkimusryhmässä toimivat tutkimusryhmänryhmän johtaja, dosentti Carina Wallgren-Pettersson (Folkhälsan), erikoislääkäri Marianne Tammepuu (HUS ja Folkhälsanin tutkimuskeskus) erikoislääkärit, dosentit Pirjo Isohanni, Mari Auranen ja Sonja Strang-Karlsson (HUS).

Menetelmät

Pilottitutkimuksen tavoitteena oli selvittää kyselylomakkeen avulla Suomessa asuvien nemaliinimyopatiaa tai sen sukuisia sairauksia sairastavien aikuisten henkilöiden omaa kokemusta ja arviota omasta fyysisestä, psyykkisestä ja sosiaalisesta toimintakyvystä sekä sitä, miten covid-19-pandemia mahdollisesti vaikutti toimintakykyyn. Halusimme selvittää sitä, millaiseksi henkilö itse kokee oman toimintakykynsä. Se voi poiketa lääkärin tai fysioterapeutin arviosta, ja siksi olisi tärkeää huomioida ihmisen itsensä näkemys siitä, mikä on arkielämässä haastavaa ja mikä ei.

Kyselylomakkeen avulla selvitettiin myös ateriointiin ja syömiseen liittyvää toimintakykyä. Ruokavaliota, ravintoaineiden saantia sekä ravitsemustilaa selvitettiin ruoankäyttökyselyn, ruokapäiväkirjan sekä verianalyysien avulla. Näin saadaan selville, onko ravitsemus ruokavalion perusteella riittävän monipuolinen vai olisiko siihen syytä kiinnittää huomiota ravitsemuksen parantamiseksi.

Fyysisen, psyykkisen ja sosiaalisen toimintakyvyn arviointia varten hyödynsimme pääasiassa validoituja PROMIS®-kysymyspankin kysymyksiä (Patient Reported Outcomes Measurement Information System, PROMIS). Näiden lisäksi kysymyslomakkeeseen sisällytettiin mm. FinSote-tutkimuksen kysymyksiä. Osan kysymyksistä suunnittelimme itse.

Osallistuneet tutkimushenkilöt

Kutsuimme kaikki 32 Suomessa asuvaa tutkimusrekisterissämme olevaa aikuista, joilla on diagnosoitu joko nemaliinimyopatia tai sen sukuinen sairaus, ja joilla oli jo löydetty lihassairauden aiheuttava geenivariantti. Kutsutuista 20 (62,5 %) palautti toimintakykyä kartoittavan kyselylomakkeen. Heistä 12:lla oli nemaliinimyopatia ja 8:lla sen sukuinen sairaus. Naisia osallistuvista oli 15 ja miehiä 5, ja osallistuvien ikäjakauma oli 19–75 vuotta. Jaoimme tutkimukseen osallistuneet kolmeen ryhmään: pyörätuolia käyttävät nemaliinimyopatiaa sairastavat henkilöt (4 kpl), kävelevät nemaliinimyopatiaa sairastavat henkilöt (apuvälineiden avulla tai ilman) (8 kpl) ja henkilöt, joilla on nemaliinimyopatian sukuinen, usein distaalinen, myopatia (8 kpl). Samat 20 henkilöä, jotka osallistuivat toimintakykytutkimukseen, palauttivat myös ruoankäyttökyselylomakkeen. Ruokapäiväkirjan täytti 17 henkilöä ja verianalyysit tehtiin 16 henkilön verinäytteestä.

Tulokset

Lomakevastausten perusteella pyörätuolia käyttävillä oli keskimäärin enemmän haasteita kaikilla toimintakyvyn osa-alueilla kuin kävelevillä, mutta psyykkisen ja sosiaalisen toimintakyvyn osa-alueilla erot olivat keskimäärin pienempiä, eikä osallistuneista kukaan kokenut sosiaalista tai psyykkistä toimintakykyään huonoksi. Pyörätuolia käyttävillä oli kuitenkin paljon tai erittäin paljon haasteita fyysistä toimintakykyä vaativissa toiminnoissa. Koronapandemia vaikutti pyörätuolia käyttävien sosiaaliseen elämään ja arkeen jonkin verran tai paljon, kun muilla se vaikutti vähän. Yksilöiden väliset erot olivat kuitenkin suuria sekä pyörätuolia käyttävien että kävelykykyisten kesken, eikä sairauden liikuntarajoitteen aste määrittänyt henkilön psyykkistä tai sosiaalista toimintakykyä.

Myös ravitsemustutkimuksessa yksilöiden väliset erot ruokavaliossa, ravintoaineiden saannissa sekä verianalyysituloksissa olivat suuria riippumatta siitä, mikä lihasheikkouden aste oli. Keskimäärin ravintoaineiden ja energian saanti oli matalampaa pyörätuolia käyttävillä, vaikka ruokavalio olisikin ollut monipuolinen ja sisältänyt terveellisiä elintarvikkeita. Tulosten perusteella kuidun, folaatin, kalsiumin, D-vitamiinin ja raudan saanti ruoasta olivat isolla osalla osallistujista matalia, mutta erityisesti D-vitamiinilisän käyttö nosti saannin riittävälle tasolle lähes kaikilla osallistujilla. Toisaalta esimerkiksi rautalisä saattoi nostaa raudan saantia yli turvallisen päivittäisen saannin. Kuitupitoisen leivän sijaan kuitua osallistuvat saivat esimerkiksi puuroista ja smoothieista, mutta pääsääntöisesti kuidun saanti oli riittämätöntä.

Lopuksi

Erityisesti sellaisten henkilöiden, joiden liikkuminen on vähäisempää, olisi hyvä kiinnittää huomiota kalsiumin ja D-vitamiinin saantiin. Tällaisten henkilöiden D-vitamiinistatusta ja veren seerumin kalsiumpitoisuutta olisi hyvä seurata verianalyysein, ja luuston terveyttä luuntiheysmittauksen avulla.

Tarkoituksenamme on jatkaa energia-aineenvaihduntaan ja ravitsemukseen liittyviä tutkimuksia niin kansainvälisesti kuin laajentaen muihin perinnöllisiin lihastauteihin.

Tietojen luottamuksellisuus ja tietosuoja

Tutkimuksessa osallistujan henkilöllisyys on ainoastaan tutkimushenkilökunnan tiedossa, ja he kaikki ovat salassapitovelvollisia. Kaikkia kerättäviä tietoja, ja näytteet käsitellään koodattuina siten, ettei henkilöä voi tunnistaa tutkimukseen liittyvistä selvityksistä tai julkaisuista. Kaikkiin julkaisuihin, joissa potilaan tietoja julkaistaan, pyydetään erikseen suostumus.

Tutkimustiedot tallennetaan suojattuun tietokantaan, joka sijaitsee Moonhill oy:n palvelimella kovennetun tietosuojan asennusympäristössä. Tutkimusrekisteriin tallennetetaan vain tutkimuksen tarkoituksen kannalta välttämättömiä henkilötietoja eikä niitä luovuteta ulkopuolisille, ja tutkimuksen aikana niitä käsitellään ilman henkilötunnistetietoja. Yhteystiedot ja suostumuskaavakkeet säilytetään erillään muusta tutkimusaineistosta. Tutkimustuloksissa ja muissa asiakirjoissa potilaisiin viitataan vain tunnistekoodilla. Rekisteriä säilytetään niin kauan kunnes tutkimus on päättynyt.

Henkilötietoja ei luovuteta muualle, mutta mikäli Folhälsanin tutkimuskeskuksesta puuttuu tarvittava tutkimukselle tärkeä analyysimenetelmä, potilasnäyte voidaan koodattuna (numeroituna ilman nimeä tai syntymäaikaa) lähettää EU:n ulkopuolelle toiseen nemaliinimyopatiakonsortioon kuuluvaan laboratorioon, esimerkiksi Australiaan tai Yhdysvaltoihin. Näissä maissa tietosuojan taso voi olla heikompi kuin EU:ssa. Siksi edellytämme, että ko. laboratoriot noudattavat EU-komission vakiosopimuslausekkeita, jotka liitämme aina sopimukseen (asetuksen 46 artiklan 2 kohta), ks.

Tutkimuksen tietosuojailmoitukset löydät täältä.