Vuonna 2021 perustetun Kansallisen Neurokeskuksen Kuopio Brain & Mind-alueverkoston toiminta edistää aivoterveyttä monialaisella ja potilaslähtöisellä yhteistyöllä. Kuopio Brain & Mind -alueverkoston tavoitteena on lisätä ja helpottaa yhteistyötä Itä-Suomen yliopiston ja Pohjois-Savon hyvinvointialueen sekä aivoterveyden parissa työskentelevien yritysten välillä ja edistää itäsuomalaisen huipputason monialaisen neurotieteen menestystä.

Mitä Kuopio Brain & Mind-verkostossa tapahtuu ja keitä verkostossa työskentelee aivoterveyden parissa?

Esittelyssä Itä-Suomen yliopiston A.I. Virtanen-instituutissa työskentelevä soluneurobiologian professori Katja Kanninen.

Kansainvälisyys on ollut Katjan elämässä läsnä jo lapsuudesta ja laajat kansainväliset verkostot ovat syntyneet pitkän ajan kuluessa. Katja on viettänyt nuoruutensa Australiassa, jossa hän on suorittanut yläasteen ja lukio-opinnot. Solubiologian maisteriopintoja varten hän palasi suomeen ja suoritti nämä Jyväskylän yliopistossa.

Katja kertoo kiinnostuksen biologiaan heränneen lukioikäisenä mahtavan biologian opettajan ansiosta ja kiinnostus ymmärtää ihmisen biologiaa erityisesti solujen molekyylitasolla, ja mitä aivoissa tapahtuu eri sairauksissa, vahvistui maisteriopintojen aikana. Tohtoriopinnot silloisessa Kuopion yliopistossa toivat mukanaan kiinnostuksen aivosairauksiin ja erityisesti Alzheimerin tautiin.

PostDoc-kaudeksi Katja palasi Australiaan, jossa tutkimusfokus oli erilainen, mutta tutkimusaihe pysyi edelleen aivosairauksissa ja hermostoa rappeuttavissa sairauksissa. Katja muistaa lämmöllä ohjaajansa / mentoriansa, joka käytti paljon aikaa kouluttamiseen, antoi vastuuta ja opasti, millä tavalla tutkimusta kannattaa lähteä itse viemään eteenpäin. Yhteys ohjaajaan on säilynyt tähän päivään saakka yhteistyön ja mm. molemminpuolisten vierailujen muodossa ja Katja kokee ohjaajan vaikutuksen omaan työhönsä olleen merkittävä. Katja jatkaa erinomaiseksi havaittua tapaa mm. mallioppimisen hyödyntämisessä omien opiskelijoidensa kanssa.

PostDoc-kautensa loppusuoralla hänelle tuli eteen vaikea päätös tulevaisuudesta. Päätös palata Suomeen ja PostDoc-tutkijaksi Kuopioon v. 2013 on ollut hänelle omien sanojensa mukaan jälkikäteen ajateltuna oikea. Katja aloitti Suomen Akatemian rahoituksella akatemiatutkijana v. 2016 ja oman tutkimusryhmän toiminta ja rakentaminen alkoi yhden väitöskirjatutkijan kera.

Tänä päivänä Katjan 13 henkinen tutkimusryhmä on taustaltaan hyvinkin kansainvälinen, kuten johtajansakin. Mekanistisella perustutkimuksella (syy-seuraussuhteen eli miten ja miksi jokin ilmiö / sairaus tapahtuu) tutkimusryhmä selvittää solujen molekyylitasolla mitä aivoissa ns. menee pieleen sairauden iskiessä, mitä muutoksia aivoissa tapahtuu sairauden edetessä ja olisiko löydettävissä keinoja hillitsemään ja poistamaan / parantamaan aivosairauksien patologisia muutoksia tai oireita.

Tutkimukset, hankkeet ja monitieteellinen yhteistyö

Katjan johtama tutkimusryhmä on kiinnostunut selvittämään erilaisten ympäristötekijöiden vaikutuksia aivojen terveyteen ja solujen toimintaan, sillä kasvava näyttö on osoittanut useiden altisteiden, kuten liikenteen aiheuttamien ilmansaasteiden, haitalliset vaikutukset aivoihin. Tutkimusryhmä on kiinnostunut ymmärtämään myös ympäristötekijöiden ja hermostoa rappeuttavien sairauksien, kuten Alzheimerin taudin, välistä yhteyttä sekä löytämään mielenterveyden biomarkkereita ja ymmärtämään eri ympäristötekijöiden vaikutuksia mielenterveyteen. Tutkimusten punaisena lankana on tutkia miten elinympäristömme vaikuttaa aivoissamme. Yhtenä käytännön esimerkkinä mm. hengitysteitse kulkeutuvan COVID-19-viruksen aivovaikutusten tutkiminen.

Tutkimuksissa tärkeässä roolissa ovat ihmisperäisten solumallien lisäksi eläinmallit, joiden avulla pystytään tutkimaan eläimen käyttäytymistä sekä esim. miten altistuminen hengitysilman pienhiukkasille vaikuttaa eläinten muistiin ja oppimiseen. Ihmisperäisten solumallien avulla voidaan selvittää mm. miten pienhiukkaset vaikuttavat Alzheimer-potilaiden solujen vasteisiin verrattuna kognitiivisesti terveiden henkilöiden soluihin. Tutkimus auttaa ymmärtämään esim. alttiutta eri ympäristötekijöille ja niiden aiheuttamaa riskiä ja yhteyttä Alzhemerin tautiin sairastumiselle.

Moni- / poikkitieteellinen yhteistyö on Katjan tutkimuksissa kulmakivi. Yhteistyö Itä-Suomen yliopiston Ympäristö- ja biotieteiden laitoksen kanssa on avainasemassa ympäristötekijöiden aivovaikutusten tutkimuksessa. Katjan tutkimusryhmän monitieteelliset osaajat esim. data-analyysin aloilta taas käyttävät ryhmän biolääketieteen osaajien tuottamaa aineistoa selvittämään hengitysilman hiukkasten haittavaikutuksia. Yhteistyö Kuopion yliopistollisen sairaalan kanssa on avainasemassa ihmisperäisten solumallien kehittämisessä ja käytössä tutkimukseen. Esimerkiksi potilailta nenän yläosasta otettavan biopsian eli hajuepiteeli-solunäytteen avulla voidaan tutkia hengitysilman pienhiukkasten vaikutusta aivoihin. Tällöin potilaalta saadun näytteen soluja eristetään tutkimuslaboratorioissa ja altistetaan ne erilaisille ilmansaasteille tutkien, miten ko. solujen toiminta muuttuu. Eroja pystytään näin tutkimaan terveiden ja esim. Alzheimer-potilaiden välillä. Tutkimusten edistyessä kohti ratkaisuja tarvitaan yhteistyötä lisäksi mm. sosiaalitieteiden alalta.

Katjan tutkimusryhmän meneillään olevia tutkimuksia ovat mm.

Kansainvälisessä yhteistyössä tehtävä MARKOPOLO-tutkimus, jossa tutkitaan melun ja ilmansaasteiden ultrapienten hiukkasten aiheuttamia aivo-, sydän- ja verisuonivaurioita. Tutkimuksessa mm. selvitetään miten yhteisaltistuminen melulle ja ilmansaasteille vaikuttaa terveyteen.

Kuopion Seudun Hengityssäätiön, Saastamoisen säätiön, Aarne ja Aili Turusen säätiön ja Sirkka ja Jorma Turusen säätiön tukema hanke, joka selvittää mm. ikääntymisen vaikutuksia eri kaupungeista kerättyjen pienhiukkasten terveysvaikutuksiin.

Sigrid Juseliuksen säätiön tuella tehtävä tutkimus selvittää erityisesti sitä millaisia vaikutuksia Alzheimerin taudin patologialla on nenän hajuepiteelin läpäisevyyteen. Tämä on tärkeää aivoterveyden kannalta, sillä mm. pienhiukkasilla on tätä kautta suora reitti aivoihin.

Suomen Akatemian rahoituksella tutkitaan sitä, miten ilmansaasteiden haittavaikutuksia voisi estää solutasolla.

Katjan työtä rytmittävät tutkimusryhmän johtajuuden ja itse tutkimustyön lisäksi kansainvälisten yhteistyöverkostojen luominen, eri asiantuntijoiden ja huippututkijoiden tapaaminen ja tutkimusten edistäminen, rahoitushakemusten tekeminen, vertaisarvioinnit sekä mm. tutkimusopiskelijoiden ohjaaminen sekä Suomen Aivotutkimusseuran puheenjohtajuus, oman osaamisen syventämistä unohtamatta.

Tulevaisuus

Kansainvälinen ilmapiiri, -ympäristö ja monimuotoisuus työyhteisössä tuovat oman erityisen lisänsä Katjan työpäiviin. Yksikään työpäivä ei ole samanlainen, vaan tuo aina jotain uutta ja mielenkiintoista. Katja kertoo olevansa onnekas, että saa tehdä työtä, jota rakastaa ja hän kokee olevansa juuri oikeassa paikassa. Katjan silmät loistavat ja koko olemus huokuu valoa hänen kertoessaan työstään.

Katjalle työssään merkityksellistä tutkimustyön lisäksi on kouluttaa uutta tutkijasukupolvea jatkamaan ja viemään eteenpäin neurotieteellistä tutkimusta. Hän toivookin, että pystyy innostamaan uusia lahjakkaita nuoria tutkijoita, sillä tulevaisuudessakin tarvitsemme lisää tietoa ja elintärkeää neurotieteellistä tutkimusta. Katja toivoo myös, että tulevaisuudessa ymmärrettäisiin vielä kokonaisvaltaisemmin elinympäristömme merkitys aivosairauksiin, sillä altistuminen alkaa jo sikiöajasta kestäen läpi elämänkaaren, ja että tutkimukset muuttuvat ratkaisuiksi meidän jokaisen aivoterveyden hyväksi.

Lisätietoa

katja.kanninen@uef.fi

Kuopio Brain & Mind on osa Kansallisen Neurokeskuksen tutkijaverkostoa.  Lisätietoa toiminnastamme löydät osoitteesta https://sites.uef.fi/kuopiobrainandmind/

LinkedIn: https://www.linkedin.com/company/kuopio-brain-mind