Linna Lab

Tutkimuksemme keskittyy sydän- ja verisuonisairauksien sekä sydämen ikääntymisen molekulaaristen ja ympäristöperäisten mekanismien ymmärtämiseen. Erityisesti selvitämme, miten solujen biologinen ikääntyminen ja ympäristöaltisteet vaikuttavat sydänkudoksen haavoittuvuuteen, sairauksien kehittymiseen ja etenemiseen sekä hoitovasteisiin.

Yksi keskeisistä tutkimussuunnistamme on Aging Clock -hanke, jossa kehitämme ihmissydämen eri solutyypeille biologisia ikääntymiskelloja hyödyntämällä tekoälyä, koneoppimista ja laajoja yksisolutason geenien ilmentymisaineistoja. Sen sijaan, että tarkastelisimme sydämen ikääntymistä yhtenäisenä prosessina, määritämme eri sydänsolupopulaatioiden biologista ikää ja tunnistamme solutyyppejä, joissa ikääntyminen on kiihtynyt tai muuttunut sydän- ja verisuonisairauksien yhteydessä. Yhdistämällä geenien ilmentymistä koskevaa tietoa genomiikkaan, proteomiikkaan ja metabolomiikkaan pyrimme tunnistamaan ikääntymismuutosten taustalla olevia molekulaarisia mekanismeja sekä uusia lääkehoidon kohteita. Lähestymistapamme mahdollistaa biologisen ikääntymisen tarkastelun määrällisesti mitattavana ominaisuutena, jota voidaan hyödyntää uusien sydän- ja verisuonisairauksien hoitokohteiden tunnistamisessa. Tekoälypohjaisesti tunnistettuja mekanismeja tutkitaan edelleen ihmisen sydän- ja verisuonijärjestelmää mallintavissa kokeellisissa järjestelmissä, mikä yhdistää laskennalliset löydökset kokeelliseen validointiin ja tulevaisuuden hoitomuotojen kehittämiseen.

Toinen keskeinen tutkimusalueemme on muovien kertyminen ihmissydämeen ja niiden biologiset vaikutukset sydänkudoksessa. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet mikro- ja nanomuovien esiintymisen ihmisen kudoksissa, mikä on herättänyt huolta niiden mahdollisesta osuudesta sydän- ja verisuonisairauksien kehittymisessä. Erityisen huolestuttavia ovat havainnot, joiden mukaan muovien kertyminen kudoksiin saattaa olla yhteydessä ympäristöaltistukseen, kudosten patologisiin muutoksiin ja epäedullisiin terveysvaikutuksiin. Tutkimuksessamme selvitämme, miten muovihiukkaset vaikuttavat sydämen soluihin ja niitä ympäröivään kudosympäristöön sekä voivatko nämä vaikutukset edistää sydän- ja verisuonisairauksien syntyä ja etenemistä.

“Hiekkaa sukassa” -hypoteesimme (sand in a sock paradigm) mukaan terve sydänkudos saattaa aluksi sietää siihen kertyneitä muovihiukkasia solujen sopeutumismekanismien avulla. Ikääntymisen, kudosvaurion tai sairauden seurauksena sydämen kudosympäristö voi kuitenkin muuttua tavalla, joka heikentää tätä tasapainoa. Tällöin muovihiukkasten haitalliset vaikutukset saattavat voimistua, niiden kertyminen kudokseen lisääntyä ja jo käynnissä olevat sairausprosessit pahentua.

Näitä kahta tutkimussuuntaa yhdistää keskeinen kysymys: miten biologinen ikääntyminen ja ympäristöperäiset kuormitustekijät yhdessä vaikuttavat sydämen kykyyn sietää rasitusta ja sen alttiuteen sairastua? Yhdistämällä solutyyppikohtaiset biologiset ikääntymiskellot ympäristöaltisteiden kokeelliseen tutkimukseen pyrimme selvittämään, voivatko muovihiukkaset kiihdyttää tiettyjen sydänsolupopulaatioiden biologista ikääntymistä ja voivatko ikääntymiseen liittyvät solumuutokset puolestaan lisätä herkkyyttä muovien aiheuttamille vaurioille. Tämä kokonaisvaltainen lähestymistapa tarjoaa mahdollisuuden tunnistaa yhteisiä molekulaarisia mekanismeja, löytää uusia lääkehoidon kohteita ja kehittää keinoja sydän- ja verisuonisairauksien ehkäisyyn.

Sydän- ja verisuonisairauksien mekanismien ymmärtämisen lisäksi tutkimuksemme voi tuottaa uutta tietoa ympäristöterveyteen liittyvän päätöksenteon tueksi. Tutkimustulokset voivat siten edistää haitallisten ympäristöaltistusten vähentämistä ja väestön terveyden parantamista.

Tutkimustamme tukevat Itä-Suomen yliopisto, Suomen Akatemia, Sigrid Juséliuksen Säätiö, Osk. Huttusen säätiö, Yrjö Jahnssonin säätiö, Paavo Nurmen Säätiö ja Aarne Koskelon Säätiö.