Näkö on yksi tärkeimmistä aisteistamme. Sen menetys koskettaa syvästi arkeamme ja voi vaikuttaa elämänlaatuunkin. Perinnölliset silmätaudit ovat yleisin syy näkövammaisuuteen nuorilla ja työikäisillä. Siksi on tärkeää ymmärtää, miksi perinnölliset silmätaudit johtavat verkkokalvon rappeutumiseen ja miten niitä voisi tulevaisuudessa ehkäistä ja hoitaa. Perinnöllisten tautien taustalla olevien geenivirheiden tutkiminen on hidasta, kallista ja vaatii tarkkoja malleja.
Tutkimuksemme keskipisteessä on CERKL-geeni, jonka tehtävät solussa ovat suurelta osin vielä arvoitus. Tämä geeni on erityisen kiinnostava Suomessa, sillä suomalaisen tautiperimän ansiosta tietyt CERKL-geenin muutokset ovat meillä poikkeuksellisen yleisiä ja aiheuttavat perinnöllistä verkkokalvorappeumaa. Näin ollen niiden tutkiminen suomalaisessa väestössä on erityisen tärkeää.
Seeprakala – ikkuna silmän kehitykseen
Käytämme malliorganismina seeprakalaa (Danio rerio), joka on osoittautunut erinomaiseksi välineeksi silmätautien tutkimuksessa. Seeprakalan silmä muistuttaa monin tavoin ihmisen silmää: sen verkkokalvossa on samat solutyypit, ja sen näkö perustuu väriä aistiviin tappisoluihin – juuri niihin soluihin, joihin CERKL-geenin virheet yleensä ensin vaikuttavat.
Seeprakala tarjoaa myös käytännön etuja: sen alkiot kehittyvät nopeasti ja ovat läpinäkyviä, mikä mahdollistaa silmän ja verkkokalvon kehityksen tarkkailun reaaliaikaisesti mikroskoopin alla. Lisäksi kalan nopea lisääntyminen tuottaa runsaasti jälkeläisiä, jolloin geenimuutosten vaikutuksia voidaan seurata yksittäisessä kalassa ja seuraavissa sukupolvissa lyhyessä ajassa.
Tämän pienen kalan avulla voimme mallintaa tauteja, joiden taustalla olevia geenivirheitä ei vielä täysin tunneta, ja seurata, miten ne vaikuttavat silmän rakenteeseen ja toimintaan. Näin saamme arvokasta tietoa sairauksien alkuvaiheista, ennen kuin muutokset näkyvät kudostasolla tai aiheuttavat oireita.
CRISPR-Cas9 – tarkkuutta molekyylitasolla
Tarkan mallin luomiseksi meidän on kyettävä tekemään DNA:han tarkkoja, pistemäisiä muutoksia, aivan kuin vaihtaisimme yhden kirjaimen valtavasta tekstistä. Käytämme tähän CRISPR-Cas9-geenisaksia, jotka tunnistavat halutun kohdan DNA:ssa ja leikkaavat sen auki.
Kun solu alkaa korjata syntynyttä katkoa, voimme ohjata sitä tekemään haluamamme muutoksen, esimerkiksi vaihtamaan yhden DNA:n osan toiseen.
Valmistamme kaikki muokkauksessa tarvittavat osat valmiiksi ennen kuin ruiskutamme ne hedelmöittyneeseen seeprakala-alkioon, joka on vielä yhden solun kokoinen. Tämä varmistaa, että muutos siirtyy kaikkiin kalan myöhempiin soluihin ja periytyy myös sen jälkeläisille. Näin voimme luoda seeprakalamallin, joka kantaa täsmälleen samaa geenivirhettä kuin ihmisillä havaitaan.
Kun kalan silmä kehittyy, voimme tarkkailla, miten muutos vaikuttaa verkkokalvon rakenteeseen ja toimintaan. Tämä tieto on arvokasta, sillä kun geenivirheiden vaikutus verkkokalvon rakenteeseen opitaan tuntemaan, voidaan tulevaisuudessa kehittää entistä kohdennetumpia hoitoja.
Kohti uusia hoitomahdollisuuksia
Tarkka ja tehokas seeprakalamalli yhdessä CRISPR-Cas9-teknologian kanssa tarjoaa ainutlaatuisen mahdollisuuden ymmärtää verkkokalvosairauksien syntymekanismeja ja kehittää uusia hoitokeinoja. Tavoitteemme on, että tulevaisuudessa perinnöllisiä verkkokalvosairauksia voitaisiin ymmärtää ja hoitaa entistä paremmin. Seeprakala auttaa meitä ottamaan tärkeitä askeleita kohti tätä päämäärää, kohti aikaa, jolloin näön säilyttäminen on mahdollista yhä useammalle.
