Nav1.5-kanavan p.I141V-mutaation vaikutus sydänlihassolujen sykkeeseen soluviljelyoloissa
Tuominen, Jalmari (2017)
2017
Lääketieteen lisensiaatin tutkinto-ohjelma - Licentiate's Degree Programme in Medicine
Lääketieteen ja biotieteiden tiedekunta - Faculty of Medicine and Life Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2017-09-07
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:uta-201710252633
https://urn.fi/URN:NBN:fi:uta-201710252633
Tiivistelmä
Sydämen syke perustuu sydänlihassolujen solukalvon lävitse tapahtuviin hallittuihin ja tarkasti säädeltyihin elektrolyyttivirtoihin, jotka aiheuttavat aktiopotentiaaliksi kutsutun ilmiön. Tärkeimmät aktiopotentiaaliin osallistuvat elektrolyytit ovat natrium-, kalsium- ja kaliumionit. Natriumvirta saa aikaan aktiopotentiaalin nopean nousuvaiheen, kalsiumvirta lihassupistuksen ja kalium lopulta lepojännitteen palautumisen ja siten relaksaation.
SCN5A-geeni koodittaa sydänlihassoluissa ekspressoituvaa jänniteherkkää Nav1.5-natriumkanavaa, joka on natriumioneiden tärkein reitti T-putkesta sydänlihassolun sytoplasmaan. SCN5A-geenin mutaatioiden tiedetään liittyvän useisiin vakaviin sydänsairauksiin, kuten pitkä QT oireyhtymän alatyyppi 3:een (LQT3), Brugadan syndroomaan, sydämen johtumishäiriöön, dilatoivaan kardiomyopatiaan, eteisten sähköiseen toimimattomuuteen ja kätkytkuolemaan. Hiljattain on raportoitu myös Nav1.5-kanavan p.I141V-mutaation kyvystä aiheuttaa rasituksen yhteydessä ilmeneviä kammiolisälyöntejä. Tällä tutkimuksella oli kaksi tavoitetta: 1) tutkia miten Nav1.5-kanavan p.I141V-mutaatiota kantavat solut sykkivät in vitro suhteessa terveeseen solulinjaan sekä 2) selvittää ilmeneekö niissä adrenaliinin läsnäollessa rytmihäiriöitä.
Tutkimusaineisto koostui mutaation kantajaksi varmistetun yksilön ihonäytteen fibroblasteista valmistetuista sydänlihassoluista. Sydänlihassolut valmistettiin uudelleenohjelmoimalla fibroblastit ensin iPS-soluiksi ja sitten erilaistamalla iPS-solut sykkiviksi sydänlihassoluiksi. Sydänlihassolujen tutkimiseksi käytimme videointilaitteistoa, Beatview-ohjelmistoa sekä adrenaliinia.
Nav1.5-kanavan p.I141V-mutaatiota kantavat solut käyttäytyivät jo lepotilanteessa poikkeuksellisesti. Kyseisten solujen spontaanien syketaajuuksien keskiarvo oli noin 50 % verrokkipopulaation syketaajuuksien keskiarvoa matalampi. Samoin epänormaalisti sykkivien solujen osuus oli mutaatiota kantavilla soluilla verrokkeja tilastollisesti merkitsevästi suurempi. Ikävä kyllä adrenaliinivasteet peittyivät elatusaineessa tapahtuvista pH:n, lämpötilan ja kosteuden muutoksista johtuvan syketaajuuden laskun alle. Tämä tutkimus osoitti, että perfuusiojärjestelmä on välttämätön työkalu, kun tutkimuksessa käytetään syketaajuuteen vaikuttavia lääkkeitä.
SCN5A-geeni koodittaa sydänlihassoluissa ekspressoituvaa jänniteherkkää Nav1.5-natriumkanavaa, joka on natriumioneiden tärkein reitti T-putkesta sydänlihassolun sytoplasmaan. SCN5A-geenin mutaatioiden tiedetään liittyvän useisiin vakaviin sydänsairauksiin, kuten pitkä QT oireyhtymän alatyyppi 3:een (LQT3), Brugadan syndroomaan, sydämen johtumishäiriöön, dilatoivaan kardiomyopatiaan, eteisten sähköiseen toimimattomuuteen ja kätkytkuolemaan. Hiljattain on raportoitu myös Nav1.5-kanavan p.I141V-mutaation kyvystä aiheuttaa rasituksen yhteydessä ilmeneviä kammiolisälyöntejä. Tällä tutkimuksella oli kaksi tavoitetta: 1) tutkia miten Nav1.5-kanavan p.I141V-mutaatiota kantavat solut sykkivät in vitro suhteessa terveeseen solulinjaan sekä 2) selvittää ilmeneekö niissä adrenaliinin läsnäollessa rytmihäiriöitä.
Tutkimusaineisto koostui mutaation kantajaksi varmistetun yksilön ihonäytteen fibroblasteista valmistetuista sydänlihassoluista. Sydänlihassolut valmistettiin uudelleenohjelmoimalla fibroblastit ensin iPS-soluiksi ja sitten erilaistamalla iPS-solut sykkiviksi sydänlihassoluiksi. Sydänlihassolujen tutkimiseksi käytimme videointilaitteistoa, Beatview-ohjelmistoa sekä adrenaliinia.
Nav1.5-kanavan p.I141V-mutaatiota kantavat solut käyttäytyivät jo lepotilanteessa poikkeuksellisesti. Kyseisten solujen spontaanien syketaajuuksien keskiarvo oli noin 50 % verrokkipopulaation syketaajuuksien keskiarvoa matalampi. Samoin epänormaalisti sykkivien solujen osuus oli mutaatiota kantavilla soluilla verrokkeja tilastollisesti merkitsevästi suurempi. Ikävä kyllä adrenaliinivasteet peittyivät elatusaineessa tapahtuvista pH:n, lämpötilan ja kosteuden muutoksista johtuvan syketaajuuden laskun alle. Tämä tutkimus osoitti, että perfuusiojärjestelmä on välttämätön työkalu, kun tutkimuksessa käytetään syketaajuuteen vaikuttavia lääkkeitä.