Varajase eluea stressi mõju epigeneetilistele modifitseerijatele

Varases elueas kogetud stress võib mõjutada indiviidi arengut pikema aja jooksul ning tekkinud kahjulikud muutused võivad püsida ka täiskasvanueas. Sünnijärgselt on aju veel väga plastiline ning eriti tundlik erinevate stressorite suhtes. Seetõttu võivadki negatiivsed kogemused või pikaajaline hooletusse jätmine varajases elueas põhjustada erinevate psühhopatoloogiate ja haiguste tekke hilisemas eas. Kuigi hetkel veel ei teata täpset mehhanismi, kuidas noorena kogetud stress mõjutab indiviide hilisemas elus, on siiski leitud seoseid varajase eluea stressi ja muutunud geeniregulatsiooni vahel. Geenide pikaajalisem aktiivsus ongi suuresti määratud erinevate epigeneetiliste modifikatsioonide poolt, mistõttu võivad muutused epigeneetilises mustris põhjustada hilisemas eas erinevaid patoloogiaid. Käesoleva magistritöö eesmärgiks oli hinnata varajase eluea stressi mõju epigeneetilistele modifitseerijatele, võttes aluseks maternaalse separatsiooni ajalise dünaamika. Antud töös kasutati stressi tekitamiseks maternaalse separatsiooni (MS) mudelit, kus rotipojad eraldati emast 1.-15. elupäeva jooksul igapäevaselt 180 minutiks. Seejärel vaadeldi maternaalse separatsiooni mõju loomade kehakaaludele, kortikosterooni tasemetele ja erinevatele epigeneetilistele modifitseerijatele. Katsete tulemusena leiti, et MS suurendas kortikosterooni taset rotipoegade vereplasmas nii MS15 kui ka MS180 rühmal, mis tõestab ka suurenenud stressitaset. Lisaks vähenesid stressi ja hooletuse tagajärjel MS180 rühma loomade kehakaalud. MS mõjutas märgatavalt ka erinevate DNA metüültransferaaside (Dnmt-de) mRNA tasemeid, kus esmalt (3. postnataalsel päeval) Dnmt-de mRNA tase langes märkimisväärselt rotipoegade juttkehas ja väikeajus, kuid pärast seda, 8. ja 15. postnataalsel päeval, tõusid Dnmt-de mRNA tasemed märgatavalt. Samas jäid DNA demetüülija (Tet1) mRNA tasemed aga muutumatuks. Lisaks leiti MS-i mõju histoonide modifitseerijatele, kuid väiksemal määral võrreldes mõjuga Dnmt-dele

DNA metüülimise roll kokaiini poolt põhjustatud käitumusliku sensitisatsiooni kujunemises

Väitekirja elektrooniline versioon ei sisalda publikatsioone.Ravimsõltuvust iseloomustab vastupandamatu tung tarbida psühhotroopseid aineid hoolimata sellega kaasuvatest tõsistest kõrvaltoimetest. Uuringud on näidanud, et ravimsõltuvus kujuneb välja järk-järgult ja sõltuvusega seotud neurobioloogilised muutused võivad jääda püsima ka pärast psühhotroopsete ainete tarvitamise lõppu. Korduv psühhostimulaatori (nt. kokaiini) manustamine põhjustab katseloomadel suurenenud käitumusliku vastuse. Sellist fenomeni nimetatakse psühhomotoorseks ehk käitumuslikuks sensitisatsiooniks ning see modelleerib adiktiivset käitumist ja psühhostimulaatorite psühhootilisi komplikatsioone inimesel. Kuna käitumuslikule sensitisatsioonile on iseloomulikud püsivad muutused katseloomade käitumises, siis arvatakse, et osaliselt on selle põhjuseks lühi- ja pikaajalised geeniekspressiooni muutused, mis omakorda mõjutavad närviimpulsi ülekannet, sünapsite moodustamist ja närviringide funktsioneerimist. Mitmed uuringud viitavad, et epigeneetilised mehhanismid, eriti geeni promootori piirkonna DNA metüülimine, mille korral liidetakse DNA metüültransferaasi (DNMT) vahendusel metüülrühm tsütosiin-guanosiin (CpG) dinukleotiidsele järjestusele, on seotud pikaajaliste geeniekspressiooni muutustega. Käesoleva töö eesmärgiks oli uurida DNA metüülimise rolli kokaiini poolt põhjustatud käitumusliku sensitisatsiooni kujunemises hiirtel ja rottidel. Töö tulemused näitasid, et kokaiini manustamine suurendas dünaamiliselt Dnmt3a ja Dnmt3b ekspressiooni täiskasvanud hiirte naalduvas tuumas (nucleus accumbens) ja hipokampuses; põhjustas valitud markergeenide promootori piirkonnas nii DNA metüülimist kui ka demetüülimist ning DNMT inhibiitori, zebulariini, manustamine normaliseeris hüpermetüülitud geeni transkriptsiooni täiskasvanud hiirte naalduvas tuumas ja pidurdas käitumusliku sensitisatsiooni teket. Samuti leidsime, et keskkonnategurid, nagu metüülrühma doonor S-adenosüülmetioniin (SAM) ja varajases elueas kogetud stress, võivad DNA metüülimise kaudu soodustada psühhostimulaatoritest tingitud ravimsõltuvuse teket nii hiirtel kui ka rottidel.Drug addiction is a chronic relapsing disorder characterised by a pattern of compulsive drug seeking and taking behaviour despite severe adverse consequences. Prolonged abuse of drugs, such as psychostimulants, may contribute to behavioural abnormalities that can last for months or even years after discontinuing drug consumption. Repeated administration of psychostimulants (such as cocaine) induces an enhanced behavioural response to subsequent drug exposure, a phenomenon known as psychomotor or behavioural sensitisation. Psychostimulant-induced behavioural sensitisation in rodents provides a model for addictive behaviours, such as those associated with craving and relapse, and for the psychotic complications of psychostimulant abuse. Behavioural sensitisation is remarkably persistent phenomenon. In rodents, it can persist from months to years after drug treatment is discontinued. Persistent behavioural sensitisation indicates that drug-induced short- and long-term changes in gene expression may be involved. Accumulating data suggest that epigenetic mechanisms, such as DNA methylation (catalysed by DNA methyltransferases - DNMTs), are critical regulators of persistent gene expression changes and may be related to behavioural disorders. The aim of this study was to investigate the role of DNA methylation in the development of cocaine-induced behavioural sensitisation in mice and rats. Our data demonstrated that cocaine treatment caused a dynamic increase in Dnmt3a and Dnmt3b expression levels in the nucleus accumbens (NAc) and hippocampus of adult mice; induced both DNA methylation/demethylation in the promoter regions of the selected genes; and intracerebroventricular treatment with the DNMT inhibitor zebularine normalised hypermethylated gene transcription in the NAc of adult mice and delayed the development of cocaine-induced behavioural sensitisation. We also found that environmental factors, such as methyl group donor S-adenosylmethionine (SAM) and early life stress, may promote, via DNA methylation, the development of psychostimulant-induced drug addiction in mice and rats

DNA metülatsioonimustri roll endometrioosi kujunemises

Endometrioos on östrogeenist sõltuv komplekshaigus, mis esineb umbes 10%-l reproduktiivses eas olevatest naistest. Haigust iseloomustab endomeetriumi sarnase koe esinemine ja talitlemine väljaspool emakaõõnt. Kõhuõõnes paiknevad veritsevad endometrioosikolded põhjustavad põletikulisi protsesse, mis võivad viia alakõhu valude tekkeni. Põletikuliste protsesside tagajärjel võivad tekkida alakõhus ka liited, mis omakorda võivad viia viljatuse kujunemiseni. Kuigi haigust kirjeldati esmakordselt aastal 1860, pole endiselt selge, miks see tekib. Välja on pakutud erinevaid haiguse kujunemist selgitavaid teooriaid ja mehhanisme, kuid ükski neist teooriatest ei suuda siiski piisavalt veenvalt endometrioosi teket seletada. Arvatakse, olulist rolli võivad mängida nii hormonaalsed, immunoloogilised, geneetilised kui ka keskkonnafaktorid. Hiljutised uuringud on välja pakkunud, et endometrioosi kujunemine võib olla seotud muutustega endomeetriumi ja endometrioosikollete rakkude DNA metülatsioonimustris. DNA metülatsioon on oluline epigeneetiline mehhanism, mis osaleb geeniekspressiooni regulatsioonil ja koespetsiifiliste geenide avaldumisel. Lisaks mängib see rolli paljudes organismis olulistes protsessides nagu transponeeruvate elementide mahasurumine, X kromosoomi inaktiveerimine, genoomne imprinting jne. On leitud, et muutused metülatsioonimustris võivad mõjutada paljude erinevate haiguste, nagu näiteks vähkkasvajate kujunemist ning autoimmuunhaiguste teket. See on ajendanud otsima ka võimalikke seoseid endometrioosi kujunemise ja DNA metülatsioonimustri muutuste vahel. Töö üldeesmärgiks on anda ülevaade endometrioosist, endometrioosiga seotud DNA metülatsiooni uuringutest ning sellest, kuidas DNA metülatsiooni muutused võiksid endometrioosi kujunemisel rolli mängida

Tartu Ülikooli arstiteaduskonna aastapäeva teaduskonverents 2019

Eesti Arst 2019;98(Lisa 3):1–6

Stendiettekanded

Eesti Arst 2011;90(Lisa1):1–6

Tartu Ülikooli arstiteaduskonna aastapäeva teaduskonverents 2016

Eesti Arst 2016;95(Lisa 2):1–6