Takaisin

Verkkokalvon ganglion-hermosolujen tuojahaarakkeiden tutkimus valoaktivoivalla glutamaatilla

27.05.2024 klo 11:52
Julia Fadjukov
Filosofian tohtori

Northwestern University, Department of Ophthalmology, Chicago, Yhdysvallat

Tutkimuksesta. Monet näkösairaudet, kuten verkkokalvon pigmenttirappeuma, etenevät asteittain ja johtavat lopulta verkkokalvon hermosolujen peruuttamattomaan tuhoutumiseen. Uusissa hoitokeinoissa näitä tuhoutuneita hermosoluja on tarkoitus korvata erilaisilla sähköisiä signaaleja välittävillä proteeseilla. Jotta nämä laitteet pystyisivät luotettavasti parantamaan potilaiden näkökykyä, on meidän kuitenkin ymmärrettävä enemmän verkkokalvon toiminnasta.

Tässä tutkimuksessa keskitytään verkkokalvon gangliosoluihin, jotka keräävät valoa aistivilta näköaistinsoluilta tulevat signaalit ja lähettävät sen aivojen näkökeskuksiin näköhermon kautta. Tutkimuksen keskiössä ovat ganglionsolujen tuojahaarakkeet, joiden ominaisuuksien, kuten niiden sisältämien ionikanavien, vaikutus signaalin välitykseen ei vielä täysin ymmärretä. Post poc -projektini tarkoituksena on tutkia tuojahaarakkeita valoa aktivoitavalla glutamaattimolekyylillä. Tätä tekniikkaa on hyödynnetty paljon aivojen hermosolujen tutkimuksessa, mutta hyvin vähän verkkokalvon hermosoluilla. Se perustuu glutamaattimolekyyleihin, jotka on muokattu biologisesti inaktiivisiksi niihin liitetyn yhdisteen avulla. Valo vapauttaa glutamaattimolekyylit, jotka voivat siten sitoutua reseptoreihinsa. Tämän tekniikan avulla, voimme tarkasti tutkia ganglionsolujen tuojahaarakkeiden roolia verkkokalvon signaalinvälityksessä. Tutkimusprojekti voi lisätä ymmärrystämme verkkokalvon toiminnasta, ja parantaa siitä tehtyjä tietokoneellisa malleja.   Valoa aktivoitavan glutamaatin ja kuvantamismenetelmien lisäksi, tutkimuksessa hyödynnetään eläinmalleja sekä sähköfysiologia mittausmenetelmiä, joilla voidaan tutkia verkkokalvon vasteita valolle. Tutkimuksen alustavia tuloksia esiteltiin yhdessä suurimmista näköaistiin keskittyvässä kansainvälisessä konferensissa (The Association for Research in Vision and Ophthalmology Annual meeting 2024) Seattlessa tänä keväänä, ja ne herättivät paljon kiinnostusta.

Tutkimuspaikasta. Tutkimusta tehdään Northwesternin yliopistossa Chicagossa. Tämä tutkimusinstituutti on Yhdysvaltojen yhdeksänneksi paras, jonka henkilökuntaan kuuluu 3300 täysiaikaista tiedekunnan jäsentä, 22600 opiskelijaa sekä 8000 muuta henkilökunnan jäsentä. Lääketieteellisen tiedekunnan kampus on sairaalan ja pilvenpiirtäjien ympäröimä Chicagon ydinkeskustassa. Asuntoni sijaitsee kaupungin pohjoispuolella, ja suomalaisen riemuksi työmatka on upean Michigan järven rantaviivaa pitkin, jonka voi kulkea bussin ja junan lisäksi pyörällä. Huolimatta Chicagon väkiluvusta, 2,7 miljoonan ihmisen keskellä ei yleensä tunne oloaan turvattomaksi, kunhan tietää missä kulkee.

Post doc -projektini suoritetaan Professori Greg Schwartzin tutkimusryhmässä. Heillä on mittava kokemus verkkokalvon hermosolujen tyypityksestä sähköfysiologisin mittausmenetelmin. Tämän lisäksi ryhmä on erikoistunut verkkokalvon mallinukseen sekä mittausdatan käsittelyyn, joka tulee tulevaisuudessa olemaan entistä merkittävämmässä osassa neurotieteen tutkimuksessa. Tämän lisäksi, Northwesternin yliopisto kuvantamisyksikkö tarjoaa tutkimukseen vaadittavat kuvantamislaitteet, ja yliopiston tutkimushenkilökunta tarjoaa mahdollisuuksia yhteistyöhön asiantuntijoiden kanssa.

Tulevaisuudensuunnitelmista. Tutkimusjakso Yhdysvalloissa on on vahvistanut osaamistani sähköfysiologista sekä sen datan analysoinnista ja hallinnasta. Tämän kokemuksen tuominen Suomeen on merkittävää, sillä mittaukset ovat teknisesti haastavia, ja valovasteiden oikeanlainen tulkinta vaatii paljon tietotaitoa. Tämän lisäksi Yhdysvaltojen yliopiston resurssit ovat mahdollistaneet uusien tutkimussuuntien kokeilun sekä yhteistyön alan asiantuntijoiden kanssa. Suunnitelmani on post doc -projektini jälkeen palata Suomeen ja toivottavasti tulevaisuudessa perustaa oma tutkimusryhmä. Uskon vahvasti, että tämä vierailu lisää mahdollisuuksiani jatkaa uraani tutkijana näkötieteen kentällä.