Me kaikki tiedämme,
että raskauden aikana juotu alkoholi voi häiritä sikiönkehitystä ja aiheuttaa
fetaalialkoholisyndrooman (FAS). Sen tunnuspiirteitä ovat lapsen pienempi koko
ja hermoston häiriöt. Lisäksi tunnusmerkkeihin
kuuluu erityiset kasvonpiirteet, kuten ohut ylähuuli ja olematon vako ylähuulen
ja nenän välissä. Alkoholi voi kuitenkin aiheuttaa häiriöitä ilman että nämä FAS-kriteerit
täyttyvät. Ehkä lapsen on vain vaikea keskittyä tai hallita tunteitaan. Tästä
syystä FAS:n sijaan käytänkin mieluummin termiä FASD (fetal alcohol spectrum disorder), joka on lyhenne laajasta
häiriöiden kirjosta, jonka sikiöaikainen alkoholialtistus aiheuttaa.
Moni meistä on positiivisen
raskaustestin nähdessään laskenut taaksepäin päiviä ja juotuja viinilasillisia.
Tunnustan, että minä ainakin olen. Yleisesti ajatellaan, ettei alkiota voi
vahingoittaa, jos raskaudesta ei vielä edes tiedä. Vai voiko sittenkin? Alkoholi
läpäisee solukalvot, joten tarvitaanko toimiva istukka ennen kuin vaurioita voi
syntyä?
Alkoholi raskauden alussa
Äskettäin julkaistussa tutkimuksessa keskityimme juuri
alkuraskauteen. Siinä annettiin 10-prosenttista alkoholia hiiriemoille kahdeksan
päivän ajan, hedelmöityksestä hermoston kehityksen alkuun. Tämä vastaa
ihmisellä kehityksellisesti raskauden kolmea tai neljää ensimmäistä viikkoa eli
raskausviikoissa kolmannesta kuudennelle. Aiemmissa tutkimuksissa oli jo
selvinnyt, että tämä annos aiheuttaa syntyville poikasille ihmisen FAS:n
piirteitä. Poikaset olivat hieman
pienempiä ja niillä oli FAS-lasten kasvojen muutoksiin verrattavia muutoksia
luustossa. Lisäksi poikaset olivat hieman verrokkeja vilkkaampia. Käytöskokeet
paljastivat myös yllätyksen: alkoholille altistuneilla hiirenpoikasilla oli parantunut
spatiaalinen eli paikan hahmottamiseen liittyvä muisti. Aiemmissa kokeissa
alkoholin oli todettu vaikuttavan juuri päinvastoin eli heikentävän sitä. Mutta
näissä aiemmissa kokeissa altistuksen ajankohta olikin toinen.
Alkuraskaudessa solut
jakautuvat kiivaasti ja kullekin solutyypille muodostuu omanlaisensa epigenomi.
Olimme jo Australiassa työskennellessäni ottaneet selvää vaikuttaako tämä
alkuraskauden alkoholi juuri kehittyvään epigenomiin. Käytimme työssä apuna
tunnettua epigeneettisesti erityisen herkkää turkinväriin vaikuttavaa
geenimuotoa Agouti viable yellow.
Sitä on käytetty monissa tutkimuksissa, joissa on haluttu selvittää vaikuttaako
jokin ympäristötekijä nimenomaan epigenomin välityksellä geenien toimintaan.
Huomasimme, että FAS-piirteiden lisäksi alkoholialtistus näytti vaikuttavan tämän
geenimuodon epigeneettisiin merkkeihin: DNA-metyyliryhmiä oli enemmän, geenin
toiminta oli vaimeampaa ja poikasten turkki tummempi.
Muutokset hippokampuksissa
Hippokampukset ovat
tärkeitä oppimiselle ja muistille. Ne ovat myös aiempien tutkimusten mukaan
herkkiä alkoholin vaikutukselle. Päätimme tutkia, vaikuttaako emon
alkuraskaudessa juoma alkoholi hippokampusten geenien toimintaan ja
epigenomiin. Löysimme joukon geenejä, joista osa oli hieman hiljentynyt ja osan
toiminta vilkastunut. Lisäksi löysimme kahden geenin mahdollisilta säätelyalueilta pieniä muutoksia DNA-metylaatiossa. On mahdollista, että nämä geenit ovat
hiljentyneet hippokampuksissa juuri löytämiemme epigeneettisten muutosten
takia, mutta sen osoittamiseen tarvitaan lisää kokeita laboratoriossa.
Tutkimme myös raskauden
alussa juodun alkoholin vaikutusta aivojen rakenteeseen magneettikuvaamalla
aikuisten hiirenpoikasten aivoja. Huomasimme, että emon juoma alkoholi sai
aikaan aikuisilla poikasilla hieman suuremmat aivokammiot ja pienemmät hajukäämit. Yllätykseksemme vasemmat hippokampukset olivat
alkoholille altistuneilla hiirillä merkittävästi oikeita isommat – ja
isommat kuin verrokeilla. Alkoholin aikaansaama parempi paikkaan liittyvä
muisti ja paikkaan liittyvälle muistille merkittävän aivoalueen suurentuminen
sopivat hieman liiankin hyvin yhteen! Voiko se olla sattumaa?
Kuvassa verrokin
(A) ja kahden alkuraskaudessa alkoholille altistuneen aikuisen hiirenpoikasen (B, C) aivokammiot (Marjonen et
al. 2015, PLoS ONE 10(5): e0124931).
Leviääkö aikainen muutos
geenien säätelyssä kehityksen myötä eri kudoksiin?
Koska löytämämme
muutokset geenien toiminnassa olivat suhteellisen pieniä, halusimme lopuksi
vielä varmistaa ne toisella menetelmällä. Samalla halusimme testata
hypoteesiamme aikaisen epigeneettisen muutoksen siirtymisestä
solunjakautumisien myötä sikiön kaikkiin kudoksiin. Valitsimme kolme
hiirenpoikasten geeniä, joiden toiminta oli vilkastunut hippokampuksissa alkoholin
vaikutuksesta. Kaksi geeneistä toimii normaalisti hiiren kuonon hajuepiteelillä
ja yksi luuytimessä. Tutkimme kudokset ja huomasimme, että geeni luuytimessä ja
toinen hajuepiteelin geeni toimivat tosiaankin vilkkaammin alkoholin ansiosta,
samalla tavalla kuin hippokampuksessa! Emme tiedä vielä mistä muutokset geenien
toiminnassa johtuu, mutta epäilemme, että epigenomi voisi olla siinä osallisena.
Jos äidin juoma alkoholi
raskauden alussa todella muuttaa sikiön epigenomin välityksellä geenien
toimintaa ja sikiönkehitystä, näitä muutoksia epigenomissa voisi käyttää
alkoholivaurioiden biologisina merkkeinä. Niitä voisi hyödyntää vaurioiden
diagnosoinnissa heti lapsen synnyttyä ja mahdollistaa juuri kyseiselle lapselle
tarpeellinen kehityksen tuki. Tähän tutkimuksemme tähtää.
Tässä siis pähkinänkuoressa
uusimmat tutkimustuloksemme. Nyt päätän tähän, mutta jatkan vielä aiheesta.
Ensi kerralla mennään pintaa syvemmälle.
