Väitös tietotekniikan alalta, M.Sc. (Tech) Juhi Somani

Ihmisen immuunijärjestelmän ensisijainen tehtävä on suojata meitä haitallisilta aineilta ja mikrobeilta (eli patogeeneiltä), joita kohtaamme jatkuvasti ympäristössämme. Useat tekijät voivat kuitenkin johtaa immuunijärjestelmän toimintahäiriöihin, jotka puolestaan voivat aiheuttaa erilaisia parantumattomia sairauksia, kuten autoimmuunisairaudet (AI-sairaus) ykköstyypin diabetes (T1D), immunoglobuliini G4:ään liittyvä sairaus (IgG4-sairaus) ja systeeminen skleroosi (SSc). AI-sairauksissa immuunijärjestelmä ei erota patogeenejä kehon omista soluista ja hyökkää terveitä kudoksia vastaan. Tekijät, jotka laukaisevat AI-sairaudet (ts. etiologia), ja molekyylimekanismit, joilla AI-sairaudet kehittyvät (ts. patogeneesi), ovat kuitenkin edelleen huonosti ymmärrettyjä. Genetiikka ja ympäristötekijät, kuten suolistomikrobiomi, on yhdistetty AI-sairauksien kehittymiseen, mutta kyseiset mekanismit ovat edelleen suurelta osin tuntemattomia. Tämän väitöskirjan tavoitteena onkin edistää ymmärrystämme AI-sairauksien etiologiasta ja patogeneesista analysoimalla suurikapasiteettisia omiikkamittauksia robusteilla tilastollisilla ja laskennallisilla menetelmillä.

Tutkimme T1D-herkkien pikkulasten immuunisolujen transkriptomidataa tunnistaaksemme geeniekspressiomarkkereita, jotka voivat auttaa autoimmuniteetin puhkeamisen ennustamisessa ja taudin etenemisen ymmärtämisessä. Löysimme useita T1D:n patogeneesiin liittyviä geenejä, kuten sytokiini IL32, jota ei ole aiemmin yhdistetty T1D:een.  

Kehitimme myös yksilöllisöidyn menetelmän heterogeenisten sairauksien pitkittäisen transkriptomidatan mallintamiseksi ja taudin patogeneesiin liittyvien biologisten reittien tunnistamiseksi. Tällä menetelmällä löytyi useiden keskeisten reittien ja T1D-patogeneesin välisiä yhteyksiä, joita muilla menetelmillä ei havaittu. 

Lisäksi tutkimme suolistomikrobiomeja IgG4-sairailta ja SSc-potilailta, ja tunnistimme potentiaalisia mikrobisignaalien lähteitä, jotka voivat vaikuttaa näiden tautien etiologiaan. Esimerkiksi havaitsimme merkittävän lisäyksen tietyssä Eggerthella lentan kannassa, jolla on potentiaalisesti immuunijärjestelmään vaikuttavia geenejä.

Lopuksi pyrimme tunnistamaan ympäristöön ja isäntään liittyviä tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa T1D-herkkien pikkulasten varhaissuolistomikrobiomin kehitykseen. Yhdistimme useita uusia tekijöitä, kuten syntymäkodin sijainnin, äidin antibioottihoidot ja keskimääräinen vuosittainen pituuden ja painon kasvu, suolistomikrobiomin kehitykseen.

Vastaväittäjä: professori Erik Bongcam-Rudloff, Swedish University of Agricultural Sciences, Ruotsi

Kustos: professori Harri Lähdesmäki, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Tietotekniikan laitos

Tohtoriopiskelijan yhteystiedot: [email protected]

Väitöstilaisuus järjestetään etäyhteyden (Zoom) kautta. Linkki tilaisuuteen. 

Zoom pikaopas

Väitöskirja on julkisesti nähtävillä 10 päivää ennen väitöstä Aalto-yliopiston julkaisuarkiston verkkoriiputussivulla.