Äidin immuunijärjestelmä ja lapsen aivojen rakenne

Äidin immuunijärjestelmä on ratkaisevan tärkeä terveelle raskaudelle – sillä on tärkeä rooli alkion kiinnittymisessä, se suojaa äitiä infektioilta ja helpottaa luonnollista synnytystä, mutta liiallisella immuunijärjestelmän aktiivisuudella voi olla hyvin kielteisiä seurauksia vauvan kehitykselle, myös aivojen kehitykselle. Jos äiti saa raskauden aikana virusinfektion, se lisää lapsen todennäköisyyttä sairastua skitsofreniaan tai autismikirjon häiriöön, vaikka virus ei juuri koskaan pääse istukkaan tai vauvan aivoihin (lukuun ottamatta harvinaisia tapauksia, kuten Herpes simplex- tai Zika-virusta). Tämä johtuu siitä, että vaikka virus ei vaikuta suoraan aivoihin, se aktivoi äidin immuunijärjestelmän, joka luo suuren määrän immuuniproteiineja taistellakseen infektiota vastaan, ja nämä proteiinit kulkeutuvat sikiön aivoihin, missä ne voivat häiritä normaaleja kehitysprosesseja.

Äidin immuunijärjestelmää voi kuitenkin aktivoitua myös ilman infektiota – esimerkiksi allergiat, autoimmuunisairaudet, kuten nivelreuma ja tyypin I diabetes, liikalihavuus ja ympäristön epäpuhtaudet – ja kaikilla näillä on sama vaikutus kuin infektiolla, eli ne lisäävät neurologisen kehityshäiriön riskiä. Tämä kaikki viittaa siihen, että lisääntynyt immuunitoiminta raskauden aikana, jota kutsutaan myös äidin immuunijärjestelmän aktivoitumiseksi (MIA), vaikuttaa sikiön aivojen kehitykseen. On kuitenkin hyvin vähän tutkimustietoa siitä, onko MIA yhteydessä lasten aivojen rakenteeseen, ja jos on, millaisia muutoksia aivoissa voi tapahtua tai eroavatko ne poikien ja tyttöjen välillä. FinnBrain-hankkeemme on pyrkinyt vastaamaan tähän kysymykseen.

Liityin FinnBrainiin huhtikuussa 2022, kun olin puolivälissä väitöskirjaani, jossa tutkin raskaushäiriöiden ja hermosolujen kehityksen välistä suhdetta Corkissa, Irlannissa. Matkustin Turkuun, jossa FinnBrainin vanhemmat tutkijat olivat suunnitelleet hanketta, jossa tutkittaisiin MIA:n ja lasten aivojen rakenteen välistä yhteyttä, ja aloitin hienon tutkimusyhteistyön. Vietin seuraavan kuukauden tutustumalla FinnBrainiin, kouluttautumalla aineiston analysointiin ja tutustumalla kaupunkiin ja Turun seutuun. Palasin Irlantiin toukokuun lopussa, ja vietin suurimman osan seuraavasta puolentoista vuoden ajasta analysoimalla tietoja tätä hanketta varten.

FinnBrainin raskauden aikana otetuista äidin verinäytteistä on analysoitu immuunijärjestelmän proteiini C-reaktiivinen proteiini (CRP), jota käytetään yleisen immuunijärjestelmän aktiivisuuden merkkiaineena, ja lapsille on tehty magneettikuvaus imeväisikäisinä ja viisivuotiaina. Tämä on ihanteellinen ympäristö, jossa voidaan tutkia MIA:n ja aivojen harmaan ja valkoisen aineen rakenteen välistä yhteyttä.

Kun aluksi tarkastelimme, onko äidin CRP:n ja lasten aivojen rakenteen välillä yhteyttä, emme löytäneet mitään. Ja jonkin aikaa luulimme, että tulokset olivat nämä, kunnes päätimme jakaa otoksen sukupuolen mukaan – ja yhtäkkiä löytyikin suuri määrä yhteyksiä, mutta ne erosivat toisistaan miehillä ja naisilla. Tämä koski erityisesti aivojen valkean aineen ratoja, jotka olivat yhteydessä äidin CRP:hen vain naislapsilla. Tämä on ensimmäinen todiste ihmisillä siitä, että äidin immuunijärjestelmän aktiivisuus voi ennustaa tämäntyyppisiä aivojen rakenteita lapsilla, ja se näyttää tekevän niin eri tavalla poika- ja tyttövauvoilla.

Viimeiseksi halusimme tutkia, heijastuuko tämä äidin CRP:n ja aivojen rakenteen välinen yhteys yksittäisiin aivosoluihin eli neuroneihin. Tätä varten kasvatin ihmisen neuroneja laboratoriossa kahden viikon ajan ja annoin niille pieniä määriä äidin verta äideiltä, joilla oli korkea tai matala CRP, mikä edustaa korkeaa tai matalaa immuunijärjestelmän aktiivisuutta. Korkean CRP:n näytteet saivat neuronit kasvattamaan pidempiä aksoneita (eli ”johtoja”) – mutta uskomatonta kyllä, vain äideiltä, jotka olivat raskaana naisvauvoille, mikä viittaa siihen, että äidin immuunijärjestelmä voi toimia eri tavalla sikiön sukupuolen mukaan ja vaikuttaa aivosoluihin eri tavalla riippuen siitä, onko vauva poika vai tyttö.

Tärkeintä on, että FinnBrain ei tee tätä työtä yksin – itse asiassa teemme yhteistyössä muiden kohorttitutkimusten kanssa Suomessa, Alankomaissa, Tanskassa ja Espanjassa toistaaksemme tämän tutkimuksen paljon laajemmassa mittakaavassa ja eri-ikäisillä jälkeläisillä, ja tämä työ jatkuu todennäköisesti vielä muutaman vuoden ajan. Minulla on ollut onni työskennellä tämän hankkeen parissa, ja väitöskirjani valmistuttua vuoden 2024 alussa olen muuttanut Turkuun FinnBrainiin kokopäiväiseksi työntekijäksi, jossa osana monitieteistä tutkijaryhmää tutkin, miten lapsen oma immuunijärjestelmä vaikuttaa lapsen aivojen kehitykseen ensimmäisinä elinvuosina.

Aaron Barron
Erikoistutkija

Teksti on käännös Aaronin alkuperäisestä englanninkielisestä blogitekstistä.