Suomalaistutkimus haastaa käsitykset sairauksien periytymisestä

Helsingin yliopiston koordinoiman FinnGen-tutkimuksen tavoitteena on kerätä ja analysoida 500 000 suomalaisen geeniperimä. Maailman mittakaavassakin erittäin kunnianhimoisen hankkeen tutkimusaineistosta on nyt analysoitu noin puolet, ja tulokset on julkaistu tiedemaailman johtavissa lehdissä.

Tutkimus perustuu biopankkiosallistujien DNA-näytteiden ja niihin liitettyjen terveystietojen analysointiin.

– Olemme tehneet jo hankkeen tässä vaiheessa sadoittain merkityksellisiä geneettisiä löydöksiä. Näiden joukossa on uusia riski- ja suojavariantteja sekä yleisille että harvinaisille sairauksille, sanoo FinnGenin tieteellinen johtaja, professori Aarno Palotie Helsingin yliopiston Suomen molekyylilääketieteen instituutista FIMMistä.

Biologian oppikirjat uusiksi?

FinnGen-tutkimuksen tulokset haastavat myös perinnöllisyystieteen isän Gregor Mendelin 1800-luvulla kuvaamia ja biologian oppitunneilta tuttuja periytymisen malleja eli peittyvää ja vallitsevaa periytymistä.

Tutkimuksessa löydettiin monia esimerkkejä tunnetuista geenivirheistä, joiden on tähän saakka oletettu suurentavan sairastumisriskiä vain molemmilta vanhemmilta perittynä, mutta joilla nyt todistettiin olevan vaikutuksia myös yhdeltä vanhemmalta perittynä. Esimerkiksi hyvin harvinaiseen peittyvästi periytyvään ihotautiin (Xeroderma pigmentosum) johtava geenivirhe osoittautui yhdeltä vanhemmalta perittynä lisäävän merkittävästi ihosyövän riskiä.

Toisaalta joissakin tapauksissa tunnettu geenivirhe osoittautuikin terveyden kannalta edulliseksi, kun sen oli perinyt vain yhdeltä vanhemmalta. Tällainen yllättävä ilmiö havaittiin muun muassa rytmihäiriöitä aiheuttavan SCN5A-geenin osalta.

– Tuloksemme osoittavat, että geenitutkimuksessa ja kliinisessä diagnostiikassa käytetyt klassiset periytymismallit eivät täysin vastaa sitä perinnöllisten vaikutusten kirjoa, jonka havaitsimme tutkimuksessamme väestötasolla. Siksi osa lääketieteellisesti merkittävistä yhteyksistä jää tällä hetkellä kokonaan havaitsematta. FinnGenin kaltaiset tutkimusaineistot ovat avainasemassa tällaisten ilmiöiden tunnistamiseksi, sanoo kyseisen osatutkimuksen toteuttanut tohtori Henrike Heyne.

Uutta tietoa sairauksien taustasta

Suomalaisten väestöhistoriasta johtuen väestöstämme löytyy epätavallisen suuri joukko sellaisia geenimuotoja, jotka ovat hyvin harvinaisia kaikkialla muualla maailmassa. Niiden yhteyttä sairauksiin voidaan siksi tutkia ainoastaan täällä. Nyt julkaistut tulokset paljastavat tällaisia perinnöllisiä riski- ja suojatekijöitä muun muassa hengitystieinfektioille, kuulonalenemalle, suonikohjuille, lapsettomuusongelmille, kilpirauhasen vajaatoiminnalle, ja kymmenille muille sairauksille.

Erityisen mielenkiintoisina tutkijat pitävät variantteja, jotka sijaitsevat sellaisissa geeneissä, joita ei ole koskaan aiemmin yhdistetty mihinkään sairauteen. Näiden joukossa on muun muassa suomalaisille tyypillinen TNRC18-geenin variantti, joka altistaa tulehdukselliselle suolistosairaudelle ja muille autoimmuunisairauksille.

Lisäksi tutkijat osoittivat, että yksilöiden väliset perinnölliset erot testosteronin määrässä vaikuttavat yllättävän vähän terveyteen, vaikka yhteyksiä erityisesti hormonivälitteisiin syöpiin ja naisten lisääntymisterveyteen nähdään. Myös sydäntautien riskitekijöistä on saatu uutta tietoa tutkimalla niiden lääkehoitoon vaikuttavia geneettisiä tekijöitä.

– Näin suuri määrä löydöksiä yhdestä tutkimuksesta on vahva osoitus geenitutkimuksen mahdollisuuksista tuottaa olennaista tietoa terveydestä. Löydökset todistavat myös sen, miten suuri globaali vaikutuksemme voi olla, kun kaikki suomalaiset osapuolet tekevät yhteistyötä luodakseen tutkimukselle edellytyksiä, joista koko tutkijayhteisö voi hyötyä. Näiden löydösten hyödyt tulevat näkyviksi tulevaisuudessa, kun niiden tarjoaman tiedon avulla voidaan kehittää uusia hoitomuotoja. Meidän vastuullamme on varmistaa, että lisää tuloksia saadaan ja että ne avataan kaikkien hyödyksi, sanoo FinnGen-tutkimusta johtavan Helsingin yliopiston Suomen molekyylilääketieteen instituutin FIMMin johtaja Mark Daly.

Mahdollisuuksien maa geenitutkimukselle

FinnGen-tutkimuslöydökset ovat vakuuttava osoitus suomalaisen biopankkitoiminnan, terveysrekisterien ja väestöhistorian tarjoamista ainutlaatuisista tutkimusmahdollisuuksista.

– Suomalaiset terveysrekisterit, jotka sisältävät terveys- ja lääkitystietoja koko yksilön eliniän ajalta, mahdollistivat meille sairaustapausten nopean ja tarkan tunnistamisen. Tällainen terveystietojen louhinta yhdistettynä suomalaiseen väestöhistoriaan on erittäin tehokas yhdistelmä uusien geneettisten löydösten tekemiseksi monenlaisissa sairauksissa, toteaa Nature-julkaisun analyysit toteuttanut tohtori Mitja Kurki Helsingin yliopistosta ja Broad Instituutista.

– Suomalaisten potilaiden kannalta on erityisen tärkeää, että tämänkaltaista tutkimusta tehdään nimenomaan omassa maassamme. Väestöllemme tyypillisten geenimuotojen ja niiden biologisen mekanismin ymmärtämisen kautta voimme edesauttaa sitä, että myös lääkekehitystä kohdennetaan kannaltamme merkityksellisiin biologisiin reitteihin. Tästä voimme kiittää kaikkia satoja tuhansia biopankkitutkimukseen osallistuneita suomalaisia!huomauttaa Aarno Palotie.

Yksittäisten tutkimusartikkelien tulokset on kuvattu tarkemmin FinnGen-tutkimuksen verkkosivuilta löytyvistä uutisista ja suomenkielisistä tiivistelmistä.

FinnGen lyhyesti:

FinnGen on vuonna 2017 Suomessa käynnistynyt laaja julkisen ja yksityisen sektorin yhteinen tutkimushanke. FinnGenin lopullinen tavoite on 500 000 suomalaisen biopankkiosallistujan genomitietoa ja kansallisia terveysrekisteritietoja yhdistävä tutkimusaineisto. Tutkimuksessa ovat mukana suomalaiset biopankit isäntäorganisaatioineen (yliopistot ja yliopistosairaalat/hyvinvointialueet), Terveyden ja hyvinvoinnin laitos, Veripalvelu, Biopankkien osuuskunta FINBB ja kolmetoista kansainvälistä lääkeyritystä. Tutkimuksen ovat rahoittaneet Business Finland ja yrityspartnerit AbbVie, AstraZeneca, Biogen, Boehringer Ingelheim, Bristol Myers Squibb, Genentech (osa Roche-yhtymää), GlaxoSmithKline (GSK), Janssen, Maze Therapeutics, MSD, Novartis, Pfizer ja Sanofi. Yhteensä rahoitusta on saatu noin 93 miljoonaa euroa, josta Business Finlandin osuus on 20 miljoonaa. Tähän mennessä FinnGen on tuottanut genomi- ja terveystietoa 429 221 biopankkitutkimuksen osallistujasta ja 500 000 osallistujan aineisto valmistuu suunnitellusti syksyllä 2023.

Alkuperäiset julkaisut:

FinnGen provides genetic insights from a well-phenotyped isolated population. M. Kurki, J. Karjalainen, P. Palta ym. Nature 2023, DOI: 10.1038/s41586-022-05473-8

Mono- and biallelic variant effects on disease at biobank scale. H. O. Heyne, J. Karjalainen, K. J. Karczewski, S. M. Lemmelä, W. Zhou, FinnGen, A. S. Havulinna, M. Kurki, H. L. Rehm, A. Palotie, M. J. Daly. Nature 2023, DOI: 10.1038/s41586-022-05420-7