Tallinna Tehnikaülikoolis kaitses doktoritööd Ilmatar Rooda, kes uuris, milline on mikroRNA-de roll inimese munasarja folliikulis – struktuuris, kus munaraku küpsemise tagab kontrollitud molekulaarne suhtlus erinevate rakutüüpide vahel.
Teadupärast siis, kui rakkudevaheline suhtlus folliikulis on häirunud, võib see põhjustada nii munaraku kvaliteedi langust kui ka viljatust, kirjutab doktoritöö juhendaja, Tallinna Tehnikaülikooli keemia ja biotehnoloogia instituudi dotsent Agne Velthut-Meikas.
Milleks uurida mikroRNA-sid?
MikroRNA-d on lühikesed mittekodeerivad RNA-d. See tähendab, et neil on oma geen, aga valku nende järjestuselt ei toodeta. Selle asemel on mikroRNAd hoopis teiste RNA molekulide eluea ja neilt valkude sünteesi reguleerijateks.
Huvi mikroRNA-de vastu on oluliselt tõusnud just seoses sekveneerimistehnoloogiate arengutega, mis võimaldavad tuvastada üha uusi RNA järjestusi järjest enamatest kudedest. Seetõttu on ka mikroRNA järjestuste arv viimastel aastatel oluliselt tõusnud ning tänaseks on selge, et suurem osa inimese geenide avaldumisest on mikroRNA-de poolt reguleeritud.
Lisaks on mikroRNAdel potentsiaali diagnostikas, kuna on leitud, et neid molekule leidub ka kehavedelikes pakituna nanomeetrites (10-9 meetrit) mõõdetavatesse rakuvälistesse vesiikulitesse. Viimaseid eritavad meie keha rakud ja need on kättesaadavad kõikidest kehavedelikest alates vereplasmast, uriinist kuni seljaajuvedelikuni.
MikroRNA-d kui rakkudevaheline keel
Keemia ja biotehnoloogia instituudis kaitstava doktoritöö autorit Ilmatar Roodat huvitas mikroRNA-de roll inimese munasarja folliikulis – struktuuris, kus munaraku küpsemise tagab kontrollitud molekulaarne suhtlus erinevate rakutüüpide vahel (vt joonist).
Munaraku küpsemine toimub käsikäes folliikuli läbimõõdu kasvuga ning enne folliikuli lõhkemist ehk ovulatsiooni ületab selle läbimõõt umbes 2500-kordselt üksikute rakkude diameetri. On selge, et rakud peavad üksteisele signaalide edastamiseks kasutama erinevaid viise ning mikroRNA-d võivad olla üheks selliseks vahendiks.
Kehavälise viljastamise patsientidelt kogutud munarakku ümbritsevaid keharakke ehk granuloosrakke uurides selgus, et ka seni väga tuntud viljakust reguleerivad folliikuleid stimuleeriva hormooni retseptori (FSHR) ja naissuguhormooni östradiooli tootva valgu aromataasi geenis (CYP19A1) sisalduvad omakorda mikroRNA-de geenid.
Need mikroRNA-d reguleerivad selliste valkude tootmist, mis on ühelt poolt olulised folliikulite kasvu aktiveerimiseks ja teisalt rakkudevaheliste kontaktide muutmiseks, mille tagajärjel saab toimuda ovulatsioon. Seega lisavad mikroRNA-d senistele teadmistele munasarja toimimisest keerukuse lisakihi, mis võib osutuda oluliseks nii viljatuse ravis kui viljakuse säilitamise protseduuride arendamisel, mida kasutatakse noortel vähipatsientidel.
Ilmatar Rooda töö näitab, et mikroRNA-d on kergesti tuvastatavad ka munasarja folliikuli rakkudevahelisest õõnsusest kogutavast follikulaarvedelikust. Sealjuures peab märkima, et mikroRNA-d esinevad seal nii pakituna rakuvälistesse vesiikulitesse kui ka väljaspool vesiikuleid ning nende roll olenebki just kompleksist, milles neid rakust vabastatakse.
Samuti näitab doktoritöö selgelt, et vesiikulitesse pakitud mikroRNA-de sihtmärkideks on steroidhormoonide signaliseerimises, rakkude jagunemises ja immuunsüsteemi mehhanismides osalevad geenid. Samal ajal ei ole teistes valk-RNA kompleksides paiknevatel mikroRNA-del niisugust selgelt eristuvat tähtsust. See teadmine tõstatab omakorda hüpoteesi, et eritatavate vesiikulite täitmine mikroRNA-dega on rakkudes mingil moel juhitud protsess, mis ei toimu juhuslikult.
Doktoritöö olulised tulemused
Millal nimetatakse munasarja polütsüstiliseks? Siis, kui selles leidub mitmeid ovuleerumata folliikuleid, kus munarakud on justkui vangistatud. Naise jaoks tähendab ovulatsiooni puudumine võimetust loomulikul teel lapsi saada, sealhulgas leitakse polütsüstilise munasarja sündroomi umbes igal kümnendal viljakas eas naisel.
Kokkuvõttes võib öelda, et Ilmatar Rooda töö on esimene, mis uurib üheaegselt nii rakusiseste kui -väliste mikroRNA-de erisusi munaraku doonorite ja polütsüstiliste munasarjadega patsiendi folliikulis. Selgub, et mikroRNA-d, mille avaldumine oli häiritud patsiendi rakkudes, on seotud immuunsüsteemi reguleerimisega.
Polütsüstiliste munasarjadega patsientide rakuvälistes vesiikulitesse pakitud miRNA-d reguleerivad insuliinisarnase kasvufaktori (IGF-1R) signaalirada. Nii immuunsüsteemi kui ka insuliinisarnase kasvufaktori radade häired on ka varasemalt seostatud polütsüstiliste munasarjade tekkega. Käesolev töö annab alust arvata, et rakkudevaheline suhtlus mikroRNA-de kaudu omab samuti munasarja korrapärases toimimises olulist rolli.
Ilmatar Rooda doktoritöö valmis koostöös Tallinna Tehnikaülikooli keemia ja biotehnoloogia instituudi ning Tervisetehnoloogiate Arenduskeskuse AS vahel. Töö juhendajateks on dotsent Agne Velthut-Meikas (TalTech) ja professor Andres Salumets (Tervisetehnoloogiate Arenduskeskuse AS). Patsiente aitas uuringutesse kaasata Nova Vita Kliinik.
Tutvu doktoritööga siin.
