Väitös, neurotiede ja lääketieteellinen tekniikka, DI Ossi Kaikkonen

Väitöskirjan nimi: Retinal thermometry with electroretinography: adaptive dosimetry for non-damaging retinal laser therapy

Väittelijä: Ossi Kaikkonen 
Vastaväittäjä: Professori Pekka Hänninen, Turun yliopisto 
Kustos: Professori Ari Koskelainen, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu 

Lämpöshokkivaste on solujen yleinen suojamekanismi, jossa solu reagoi stressiärsykkeeseen tehostamalla luonnollisia suojamekanismejaan. Oikein annosteltuna laserhoito tuottaa silmän pigmenttiepiteelissä lämpöshokkivasteen, joka parantaa solujen kykyä korjata virheellisesti laskostuneita proteiineja ja poistaa soluun kertynyttä jätettä. Pigmenttiepiteelin riittämätön jätteenkäsittely on yksi silmänpohjan ikärappeuman kehittymiseen vaikuttavista tekijöistä, mikä tekee pigmenttiepiteelin lämmityshoidosta lupaavan lähestymistavan sairauden etenemisen hidastamiseen ennen näkökyvyn merkittävää alenemista. 

Hoidon keskeinen haaste on oikean lämpötilan saavuttaminen: liian voimakas lämmitys voi aiheuttaa pysyvän näköhaitan, mutta liian vähäinen lämmitys ei aktivoi suojamekanismeja riittävästi. Lämpötilan nousu pigmenttiepiteelissä riippuu silmän ominaisuuksista, kuten pigmenttiepiteelin melaniinipitoisuudesta ja silmän väliaineiden valonläpäisevyydestä. Tästä johtuen optimaalisen lämpöannoksen luotettava saavuttaminen edellyttää lasertehon säätöä potilaskohtaisesti. 

Väitöskirjatyössä kehitettiin menetelmä, joka mahdollistaa verkkokalvon lämpötilan määrittämisen laserhoidon aikana. Menetelmä integroitiin laserhoitolaitteeseen, joka mahdollistaa yksilöllisen lasertehon säädön hoitoaluekohtaisesti. Menetelmän tarkkuutta ja hoidon biologisia vaikutuksia tutkittiin nukutetuilla sioilla tehdyssä koesarjassa, jossa hoitoja toteutettiin eri puolille sian verkkokalvoa ja hoidon vaikutuksia analysoitiin kudosnäytteistä. Hoidon kohdelämpötilaa vaihdeltiin, jotta voitiin selvittää, millaisissa lämpötiloissa solujen suojamekanismit aktivoituvat ilman kudosvaurioita. Noin 44 asteen lämpötilaan kohdistetuilla hoidoilla onnistuttiin aktivoimaan lämpöshokkivaste ja solujätteen hajotukseen osallistuva autofagia ilman havaittavia kudosvaurioita. 

Tutkimus osoitti, että verkkokalvon sähköisiin vasteisiin perustuva lämpötilan määritys mahdollistaa laserhoidon yksilöllisen annostelun. Menetelmällä saavutettiin luotettava hoitoannostelu siitä huolimatta, että verkkokalvon lämpeneminen samalla laserteholla vaihteli tutkituilla hoitoalueilla lähes nelinkertaisesti. Tutkimus luo teknisen ja biologisen perustan uudenlaisen laserhoidon jatkokehitykselle. Tulevaisuudessa menetelmä voisi mahdollistaa turvallisemmat ja tehokkaammat laserhoidot esimerkiksi silmänpohjan ikärappeumaan, mutta sen soveltuvuus potilashoitoon on vielä osoitettava kliinisissä tutkimuksissa.

Avainsanat: Elektroretinografia, fokaali elektroretinografia, verkkokalvon lämpötilanmääritys, lämpödosimetria, ei-vaurioittava verkkokalvon laserhoito, lämpöshokkivaste, autofagia, pigmenttiepiteeli

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): Aalto-yliopiston riiputussivu.