Sädetyksen, hypo- ja hypertermian vaikutus luonnollisten tappajasolujen elossaolo- ja tappokykyyn

Alkaa
Alkaa kello
13.00
Paikka

Arvo-rakennus, Jarmo Visakorpi -sali, Lääkärinkatu 1

Hietanen Tenho

LL Tenho Hietasen väitöstilaisuus

The Effects of Irradiation, Hyper-, and Hypothermia on Viability and Cytotoxicity of Natural Killer Cells (Sädetyksen, hypo- ja hypertermian vaikutus luonnollisten tappajasolujen elossaolo- ja tappokykyyn)

Väitöskirja kuuluu säde- ja kasvainhoito-opin alaan.

Vastaväittäjänä on dosentti Tom Wiklund (Helsingin yliopisto). Kustoksena toimii professori Pirkko-Liisa Kellokumpu-Lehtinen.

Väitöstilaisuuden kieli on suomi.

Sädetyksen, korkeiden ja matalien lämpötilojen vaikutukset luonnollisten tappajasolujen elossaoloon ja kykyyn tappaa syöpäsoluja

Luonnolliset tappajasolut (NK) ovat tärkeitä ensilinjan puolustuksessa kehossa olevia syöpäsoluja vastaan. Erilaiset syövänhoidossa käytetyt hoitomenetelmät ja niiden yhdistelmät saattavat vaikuttavat joko edistävästi taikka estävästi NK soluihin. Tässä tutkimuksessa on laboratorio-olosuhteissa (in vitro) selvitelty perusasioita säde- ja lämpöhoitojen sekä sytokiinien (solujen välisen viestinnän välittäjäaineiden) sekä näiden yhdistelmien vaikutusta NK solujen elossaoloon sekä niiden kykyyn tappaa syöpäsoluja.

Ensiksi testattiin erilaisia NK solujen eristystapoja, jotta löydettäisiin sopivat, mahdollisimman puhtaita NK solupopulaatioita tuottavat sekä NK solujen elossoaolo- ja tappokykyä vähiten vahingoittavat menetelmät. Eristettyjä NK solupopulaatioita sädetettiin hyvin laajalla annosalueella yksittäisin sekä eri tavoin jaetuin sädeannoksin. Näiden vaikutusta NK solujen elossaoloon ja syöpäsolujen tappokykyyn seurattiin erilaisin matemaattisin mallinnoksin. NK solut osoittautuivat kuuluvan ns. akuutisti sädetykseen reagoivaan solutyyppiin. Sädetyksien aiheuttamia vaurioita yritettiin estää ja kumota sytokiineilla interferon α, β ja γ (IFN α, β ja γ) sekä interleukin-2 (IL-2). Näiden vaikutusta seurattiin matemaattisin mallinnoksin. Lisäksi NK soluja käsiteltiin lämpötiloissa 31°-45°C ja vaikutuksia elossaoloon ja tappokykyyn seurattiin. Tutkittiin, voitiinko lämpötilojen aiheuttamia vaurioita vähentää IFN α, β ja γ:lla taikka IL-2:lla. Seuraavaksi NK soluja käsiteltiin sädetyksen ja korkeiden lämpötilojen yhdistelmällä. Niiden vaikutus NK solujen elossaolokykyyn koetettiin kumota IL-2:lla.

Tutkimuksissa todettiin, että muutamat NK solujen eristysmenetelmät vähensivät niiden elossaolo- ja tappokykyä. Matalat sädeannokset jopa paransivat NK solujen kykyä tappaa syöpäsoluja, korkeammat annokset taas laskivat elossaolo-ja tappokykyä annoksesta riippuvalla tavalla. Sädetyksestä toipumista ei havaittu.Sädeannosten jakaminen osiin ei tuottanut yksiselitteisiä tuloksia. Matemaattisten mallinnosten mukaan NK solut kuuluvat ns. akuutisti sädetykseen reagoiviin soluihin. IFN α, β ja γ eivät vähentäneet sädetysvaurioita annoksesta riippuvalla tavalla, kun taas IL-2 selvästi vähensi taikka kumosi tällaiset vauriot, riippuen annoksesta. IL-2 oli tehokkain annettuna ennen sädetystä. IL-2 vaikutus heijastui mallinnoksiin.

Lämpötilat 31°C–41°C eivät merkitsevästi vaikuttaneet NK solujen elossaoloon taikka tappokykyyn. Dramaattisin elossaolo- taikka tappokykyä vähentävä lämpötila-alue oli 41°C-42°C.Riippuen lämmitysajasta se laski tappokyvyn lähes olemattomiin. NK solut toipuivat lämpökäsittelystä riippuen lämmitysajasta, etupäässä 24 tunnin kuluessa. IFN α, β ja γ eivät pystyneety estämään taikka poistamaan lämmön aiheuttamia vaurioita korkeinakaan pitoisuuksina. IL-2 taas poisti vauriota pitoisuuksista riippuvalla tavalla annettinpa sitä ennen, jälkeen taikka lämpökäsittelen aikana.

Yhdistettäessä sädetys sekä korkeat lämpötilat vaikutus oli sama NK solujen tappokykyyn, annettin sädetys taikka lämpö ensin. Yhdistelmässä sädetys-lämpökäsittely, IL-2 vähensi selvästi vaurioita NK solujen tappokykyyn, jos se annettiin ennen tätä yhdistelmää. Vaikutus oli riippuvainen lämpökäsittelyn pituudesta.

In vitro saadut tulokset antavat teoreettisen pohjan hoitaa syöpäpotilaita yhdistämällä säde- ja lämpöhoidot sekä IL- sopivin annoksin ja ajallisesti ryhmitettynä. Tällaisia tutkimuksia ei kirjallisuudessa vielä ole raportoitu. Kuitenkin kehon syöväntorjuntamekanismit sekä niitä aktivoivat ja estävät tekijät ovat erittäin monimutkaiset. Täten in vitro saatujen tulosten perusteella saattaa olla vaikea ennustaa vaikutuksia in vivo, koe-eläimissä tai syöpäpotilaissa.     

                                          ******

Tenho Hietanen on syntynyt Tampereella ja hän on suorittanut lääketieteen lisensiaatin tutkinnon sekä Dr. Med. -tutkinnon Zürichin yliopistossa Sveitsissä. Hän on työskennellyt syöpätautien ja sädehoidon erikoislääkärinä vuodesta 1980 lähtien ja on nykyään eläkkeellä.

Hietasen väitöskirja ilmestyy sarjassa Acta Universitatis Tamperensis; 2256, Tampere University Press, Tampere 2017. Väitöskirja ilmestyy myös sähköisenä sarjassa Acta Electronica Universitatis Tamperensis; 1757, Tampere University Press 2017.