Browsing by Title

Mitochondrial disorders form a heterogenous disorder group with symptoms widely varying. They exist because of mutations in mtDNA or nuclear DNA, which encode mitochondrial proteins or regulate their functions. Because mitochondria are present in almost all cells in the human body, symptoms of mitochondrial disorders vary and can manifest in all tissues. The most common manifestation of mitochondrial disorders in adult patients is mitochondrial myopathy, which leads to muscle weakness and fatigue. Pathological findings of mitochondrial myopathy include changed activities in mitochondrial respiratory chain, centrally located nuclei and increased expressions of genes related to integrated mitochondrial stress responses. One of the neurological symptoms of mitochondrial disorders is parkinsonism. Parkinson’s disease is the world’s second most common neurodegenerative disease. Its clinical symptoms include bradykinesia and resting tremor, and its pathological hallmarks include alphasynuclein protein accumulations and loss of dopaminergic neurons in substantia nigra. Despite being described first time over a hundred years ago, the mechanisms behind Parkinson’s disease are still unclear. However, several genes have been associated with Parkinson’s disease. PINK1, encoding PINK1 protein, and PRKN, encoding Parkin protein, are genes, which mutations have been associated to early onset Parkinson’s disease. According to suggested theories, their normal physiological functions include mediating a special form of autophagy, mitophagy, and suppressing mitochondrial antigen presentation. It has been suggested that loss of PINK1 or PRKN could disrupt mitophagy, leading to accumulation of dysfunctional mitochondria in the cell, disrupting its homeostasis and leading to its death. This PINK1/Parkin-mediated mitophagy and its disruption could explain the death of dopaminergic neurons. In addition, loss of PINK1 and Parkin could also activate mitochondrial antigen presentation, which activates autoimmune response and destroys dopaminergic neurons presenting mitochondrial antigens. This suggests that Parkinson’s disease could have autoimmune-like mechanisms behind it. Together, these theories could explain the onset of Parkinson’s disease when PINK1 or PRKN are absent. In this thesis, the main objective was to study, how loss of PINK1 and PRKN would affect on muscle of aged mouse. More precisely, the effects of these genes to mitochondrial homeostasis were studied in terms of mitophagy and mitochondrial respiratory chain activity. In addition, it was studied, if these genes could induce mitochondrial myopathies or affect to existing condition by studying typical signs associated with mitochondrial myopathy, such as changes in activity of mitochondrial respiratory chain subunits, location of nuclei in muscle, changes in lipid and glycogen accumulation and expressions of genes associated to mitochondrial integrated stress responses. Finally, the theory of mitochondrial antigen presentation was studied. The results of this thesis provide more evidence to theory of PINK1/Parkin mediated mitophagy, but also suggest, that these proteins could be compensated. Based on the results, PINK1 seems to be more crucial for healthy muscle, but in already existing mitochondrial myopathy, loss of either of PINK1 or Parkin seems to improve the condition. According to this thesis, both PINK1 and Parkin, and mitophagy seem to be crucial in induction of mitochondrial myopathy. Despite more evidence is now provided to support the roles of PINK1 and Parkin in mitochondrial maintenance, their roles in mitochondrial antigen presentation did not receive support from this thesis.

In this master’s thesis, in vitro neuromuscular junction (NMJ) model was set up using microfluidic devices. Additionally, the effect of R878H/R878H mutation in MCM3AP gene that causes an early-onset peripheral neuropathy on NMJ formation and maintenance was studied. To study human NMJs that significantly differ from other mammal NMJs is challenging and new models to study the function of these complex and highly specialized structures are needed. Induced pluripotent stem cells (iPSC) and motor neurons were characterized with gene expression studies using qRT-PCR and with immunocytochemistry studies using commonly known markers for pluripotency and motor neurons. NMJs were studied in 2D co-cultures and with microfluidic devices. Gene expression studies were conducted from 2D co-cultures and co-cultures in microfluidic devices provided detailed information of the localization and morphology of NMJs. Expression of essential genes for NMJ formation together with immunocytochemistry results with alpha-bungarotoxin (BTX) staining showed that NMJs were formed in both control and R878H/R878H mutant cell line co-cultures. There was a trend of lower gene expression levels of NMJ essential genes in the R878H/R878H mutant line compared to the control line and also immunocytochemistry results indicated impairment in NMJ formation in the mutant line, but further studies are needed to validate the effect of R878H/R878H mutation on the NMJ formation. In future, functional studies could be conducted to investigate whether these NMJs are functional and the information from the motor neuron terminal is conveyed to the muscle membrane.

ABSTRACT The insular cortex (insula) was recently identified as key neuroanatomical substrate underlying the neurocircuitry of addiction, and a rapidly growing body of evidence ascribe it numerous functional roles in addiction-related behaviours. Yet, neural system interactions through which the insula establishes its roles remain largely unknown. Identifying these critical circuits lays the foundation for the successful advancement of addiction research and therapeutics targeting this brain area. To this end, the current set of experiments aimed to characterize the efferent connections of the anterior insula (AI) to the nucleus accumbens (NAc; AI --> NAc) and the basolateral amygdala (BLA; AI --> BLA); two subcortical regions, which are heavily implicated in reward, motivational and emotional processing. By chemogenetically manipulating the activity of these circuits, their functional roles in modulating alcohol self-administration in alcohol-preferring AA (Alko, Alcohol) rats were examined. While AI --> NAc projections were recently verified anatomically, we first confirmed connectivity of AI --> BLA by injecting a viral retrograde tracer encoding enhanced green fluorescent protein (eGFP) unilaterally into the BLA of AA rats. The functional role of the AI --> BLA and AI --> NAc pathways in mediating alcohol drinking was examined by using the intermittent two-bottle choice paradigm in combination with a Cre-dependent DREADD (Designer Receptor Exclusively Activated by Designer Drug) approach. Projection-specific DREADD expression was achieved by injecting a Cre-dependent viral DREADD vector into the AI while a retrograde virus carrying Cre-recombinase was injected either into the BLA or NAc. CNO-induced activation of the AI --> NAc circuit resulted in a significant increase in alcohol consumption. Curiously, silencing these projections had no effect, either reflecting the intrinsic nature of the NAc circuitry or limitations inherent in the technical approach. Neither chemogenetic silencing nor activation of the AI --> BLA circuit altered alcohol consumption. Furthermore, no changes were observed in the control groups upon systemic CNO administration, indicating no unspecific CNO effects. The current body of work provides new insights into the insula-related circuitry showing that the activity of the AI --> NAc circuit drives alcohol self-administration, whereas AI --> BLA projections are not recruited during this behaviour. This indicates that the insular-striatal circuit belongs to the forebrain neurocircuitry underlying alcohol drinking. The study should be pursued by characterizing the neuronal populations and specific neuronal receptor populations that are involved in the AI --> NAc circuit. Future research should examine other insular-centred circuits that may govern alcohol drinking.

Ihmisen perintötekijät eli geenit koostuvat eksoneista ja introneista. Eksonit sisältävät ohjeet valkuaisaineiden, proteiinien, valmistamiseksi. Yhden henkilön kaikista eksoneista käytetään yhdessä termiä eksomi. Tämän eksomin rakenne eli emäsjärjestys on nykyisin mahdollista selvittää erityisillä sekvensointilaitteilla. Muutokset tai virheet eksomissa, eli yhdessä tai useammassa eksonissa, voivat johtaa tiettyjen proteiinien puuttumiseen tai muodostumiseen väärin, mikä aiheuttaa sairauden. Tämän vuoksi eksomin rakenteen selvittäminen eli eksomisekvensointi on tullut käyttöön potilaiden diagnostiikkaan. Kyseessä on kuitenkin edelleen niin vaativa ja kallis tutkimus, että sen hyödyntämistä edeltävät usein muut lääketieteelliset tutkimukset. Eksomisekvensoinnin jälkeen vaaditaan vielä saatujen tietojen tulkitsemista suhteessa potilaaseen ja taustaväestöön. Esimerkiksi eräät muutokset eksomissa ovat niin yleisiä tietyissä väestöissä, että voidaan olettaa, etteivät ne aiheuta sairauksia. Eksomin rakenteen selvittämistä voidaan diagnostiikan lisäksi hyödyntää tutkimuksissa etsittäessä uusia, tuntemattomia perimän muutoksia sairauksien tai tautien taustalla. Tässä tutkimuksessa kolmen potilaan eksomisekvensointituloksista suodatettiin populaatiotietoja sekä kyseisten potilaiden kliinistä kuvaa hyödyntäen todennäköiset kandidaattigeenit. Saatujen kandidaattigeenien avulla voidaan diagnostiikkaa kohdistaa tarkemmin esimerkiksi tiettyyn aineenvaihduntareittiin. Eksomisekvensointia voidaan luontevasti verrata koko perimän eli genomin sekvensointiin tai ennalta valikoituun geenijoukkoon kohdistuvaan paneelisekvensointiin. Koko genomiin nähden on eksomin tutkiminen selkeästi nopeampaa ja halvempaa. Toisaalta osa sairauksista johtuu muutoksista eksonien ulkopuolissa alueissa, joiden havaitsemiseen genomisekvensointi soveltuu. Paneeleita käytettäessä on etukäteen tiedettävä, mihin geeneihin paneeli kohdistetaan. Tällöin ei myöskään löydetä mahdollisia uusia tauteja aiheuttavia perimän muutoksia.

Charcot-Marie Tooth (CMT) on perinnöllinen ääreishermoston neuropatia, joka vaurioittaa sekä motorisia että sensorisia hermoja. Sairaudesta tunnetaan useita eri alatyyppejä, jotka voidaan jakaa karkeasti demyelinoivaan tautiin, aksonaaliseen tautiin ja näiden kahden välimuotoon. Sairauden periytymismekanismit ovat hyvin monimuotoiset: CMT voi periytyä autosomaalisesti dominoivasti, autosomaalisesti resessiivisesti tai X-kromosomivälitteisesti. Patogeenisiä eli sairautta aiheuttavia geenivariantteja tunnetaan myös runsaasti, ja lisää tunnistetaan edelleen. Eksomisekvensointi on menetelmä, jolla perimästä selvitetään koko genomin sijasta ainoastaan proteiineja koodaavien alueiden eli eksomin emäsjärjestys. Koska suurin osa patogeenisistä geenivarianteista sijaitsee eksonien alueella, on tämä menetelmä käyttökelpoinen uusien mahdollisten tautigeenien tunnistamiseen. Tämän tutkielman aineistona oli 15 potilaan joukko, joka rekrytoitiin tutkimukseen HUSin neurologian poliklinikalla. Näistä potilaista tarkempaan analyysiin valittiin aineiston suuren koon vuoksi potilaat 8-15. Potilaiden kirjallisella suostumuksella heidän perimälleen suoritettiin eksomisekvensointi, ja saadusta datasta tuotettiin eksomiselainta käyttäen .tsv-tiedostot, jotka siirrettiin Exceliin. Exceliin siirrettyjen geenien listoista suodatettiin näkyviin vain OMIM-tietokannasta löytyvät geenit, jotka käytiin jokaisen potilaan kohdalla läpi OMIM- ja GnomAD-tietokantoja sekä PubMedistä löytyvää kirjallisuutta hyödyntäen. Kaikilta potilailta valittiin lähempään tarkasteluun keskimäärin yhdestä kolmeen geeniä, jotka vaikuttivat todennäköisimmiltä kandidaateilta CMT-sairauden kehittymisen kannalta. Joidenkin potilaiden kohdalla CMT:hen tai muuhun ääreishermoston neuropatiaan selkeästi liittyviä, patogeeniseltä vaikuttavia geenivariantteja ei lopulta löytynyt. Myös muutama mielenkiintoinenkin ehdokas kuitenkin nousi esiin, kuten esimerkiksi potilaan 8 MPZ-geenin heterotsygootti missense-variantti ja potilaan 14 SBF2-geenin homotsygootti nonsense-variantti. Eksomisekvensoinnilla ei vielä yksin voida todentaa aiemmin tuntemattomien varianttien patogeenisyyttä, vaan nämä on varmennettava jatkotutkimuksin sekä potilaan sukuanamneesiin ja alan kirjallisuuteen perehtymällä. Kyseinen menetelmä on silti varteenotettava työkalu ensimmäisenä askeleena uusien patogeenisten geenivarianttien löytämiseen sekä tätä myöten myös erilaisten perinnöllisten sairauksien alkuperän ja taudinkuvan syvällisempään ymmärtämiseen.

Objectives. The objective of this study was to investigate the relationship between physical and cognitive activity at different eras (young adulthood, middle age, old age) and subjective and objective cognitive functioning in elderly subjects. In addition, the change of physical and cognitive activity over time and the relationship of the activities crosswise and longitudinally were investigated. Methods. Subjects (n = 73) were healthy seniors aged 60 years or older. Level of activity at different eras of life and subjective cognitive functioning were mapped using self-report questionnaires. Objective cognitive functioning was assessed using standardized neuropsychological tests. Data was analysed statistically with correlation analyses, regression models and repeated-measures analyses of variance. Results and Conclusions. Cognitive activity especially in young adulthood was associated with better objective cognitive functioning in elderly participants. Surprisingly, the association between cognitive functioning and physical activity in young adulthood and older age was negative. Lifetime activity did not affect subjective cognitive functioning. The level of cognitive activity was highest in young adulthood and affected the activity level later in life. The level of physical activity decreased with age only indicatively. Physical and cognitive activity levels were not associated either in in cross-sectional or longitudinal analyses.

Tutkimuksen tarkoitus: Korkeakouluopiskelijoiden hyvinvoinnin haasteisiin on viime vuosina kiinnitetty lisääntyvästi huomiota. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin opiskelijoiden hyvinvoinnin tukemista kognitiivis-behavioraalisen Elämäntaitokurssi-intervention avulla. Erityisesti tarkasteltiin intervention vaikutusta osallistujien elämään tyytyväisyyteen ja minäpystyvyyteen. Lisäksi oltiin kiinnostuneita siitä, välittääkö minäpystyvyyden muutos mahdollisia muutoksia elämään tyytyväisyydessä. Menetelmät: Aineisto on kerätty vuosina 2012 - 16 Nyyti ry:n tutkimushankkeessa Opiskelijoiden hyvinvointi ja Elämäntaitokurssi. Tutkimuksessa oli mukana 189 opiskelijaa pääkaupunkiseudun korkeakouluista. Osallistujat satunnaistettiin arpomalla kontrolliryhmään ja interventioryhmään, joka osallistui kuusi viikkoa kestävälle ryhmämuotoiselle Elämäntaitokurssille. Kurssin tavoitteena on tukea osallistujien elämänhallinnan ja mielen hyvinvoinnin taitoja. Tutkimukseen osallistujien elämään tyytyväisyyttä ja minäpystyvyyttä arvioitiin tutkimuksen alkaessa, intervention jälkeen sekä kuusi kuukautta intervention päättymisen jälkeen. Arviointimenetelminä käytettiin Elämään tyytyväisyyden mittaria (SWLS) sekä tätä tutkimusta varten luotua Minäpystyvyysasteikkoa. Tulosten analysoimisessa käytettiin toistomittausten varianssianalyysia sekä mediaatioanalyysia. Tulokset: Elämään tyytyväisyydessä ei välittömästi intervention jälkeen havaittu ryhmien välisiä eroja, mutta kuuden kuukauden seurannassa interventioryhmän elämään tyytyväisyys oli kontrolliryhmää korkeampaa. Minäpystyvyydessä ei havaittu ryhmien välisiä eroja välittömästi intervention jälkeen tai kuuden kuukauden seurannassa. Elämäntaitokurssille osallistuneiden minäpystyvyyden havaittiin kuitenkin intervention kuluessa lisääntyneen, mitä ei tapahtunut kontrolliryhmän sisällä. Minäpystyvyyden ei tässä tutkimuksessa havaittu välittävän elämään tyytyväisyydessä tapahtunutta muutosta. Johtopäätös: Tutkimuksessa havaittiin, että Elämäntaitokurssilla oli joitain positiivisia vaikutuksia osallistujien hyvinvointiin. Tarvitaan kuitenkin lisää tutkimusta esimerkiksi siitä, miten lyhytinterventioiden vaikuttavuutta voitaisiin parantaa ja ketkä niistä parhaiten hyötyvät. Vaikuttavien interventioiden kehittäminen vaatii pitkäjänteistä kehitys- ja tutkimustyötä.

Syöpätautien yleisyys lisääntyy kaikkialla maailmassa väestön vanhetessa ja Suomessakin todetaan vuosittain noin 35 000 uutta syöpää, joihin kuolee noin 13 000 henkeä. Syövän lääkehoidon painopiste on siirtymässä laajalti elimistön soluja tuhoavista sädehoidosta ja solunsalpaajista kohti potilaan omaa immuunipuolustusta syöpää vastaan ohjaavia immuno-onkologisia lääkkeitä. Immuno-onkologisilla lääkkeillä, kuten tarkastuspiste-estäjiin kuuluvilla PD-1-vasta-aineilla on saavutettu jopa pysyviä remissioita useassa vaikeahoitoisessa syövässä. Valitettavasti vain pieni osa immunologisilla syöpälääkkeillä hoidetuista potilaista saa niiden täyden hyödyn ja hoitovasteen laajentaminen koko potilasjoukkoon on osoittautunut ongelmalliseksi. Tutkielmani kirjallisuuskatsauksessa käsitellään rintasyöpää yleisesti, sekä syvennytään rintasyövän prekliinisiin tutkimusmalleihin ja rintasyöpäpotilaan immuno-onkologiavasteen ennustetekijöihin. Kokeellisen laboratoriotutkimusosuuden tavoitteina oli korreloida rintasyöpänäytteiden leukosyytti-infiltraation taso kasvaimen Myc- ja PD-L1-ekspressioon, mitata solulinjojen ja tutkimusryhmämme kehittämien PDEC-eksplanttien immuuniaktivaatiota, sekä arvioida näiden tutkimusten tulosten avulla rintasyöpäpotilaan kasvainnäytteestä kasvattamiemme PDEC-kudosviljelmien potentiaalia rintasyövän immuno-onkologisessa tutkimuksessa. Löysin tutkimalla primäärikasvainten ja PDEC-eksplanttien ominaisuuksia immunohistokemialla sekä qRT-PCR:llä korrelaation primäärikasvaimen leukosyyttimäärän sekä PDEC-viljelmien qRT-PCR:llä mitatun immuuniaktiivisuuden välille: kasvaimen korkea leukosyyttipitoisuus vaikuttaa olevan yhteydessä PDEC-viljelmien suurempaan immuuniaktiivisuuteen. Mielenkiintoista oli havaita, että vaikka immuunisolujen aktivoimiseen käytetyn Immunocultin tulisi aktivoida kaikkia T-soluja, niin edes runsas kasvaimen strooman leukosyytti-infiltraatio ei aiheuttanut qRT-PCR:llä tehdyissä immuuniaktivaatiomittauksissa menetelmän käyttöä häiritseviä vääriä positiivisia tuloksia. Tulosteni perusteella PDEC-eksplantit kykenevät kuvaamaan rintasyöpäpotilaiden kasvainkohtaisia immuuniaktivaatioeroja, mikä korostaa niiden soveltuvuutta immuno-onkologiseen tutkimukseen.

Background: Aphasia changes one’s communication. The most common symptoms of aphasia include difficulties finding words. When a person acquires aphasia, they often need to learn new ways to communicate to support themselves when their speech is impaired. Gestures are a common way to aid communication in people with aphasia. Purpose: In this Master’s Thesis we look at the use of gaze and hand gestures in people with aphasia during word retrieval. The goal of this study is to find out which types of gesture are used and how the gestures are timed. Methods: This study was completed under the COMPAIR project. COMPAIR is a research program that focuses on atypical communication. The annotation program ELAN and an annotation template used by the COMPAIR project were utilized in this study. The material for this study consisted of everyday conversations between four people with aphasia and people close to them. There was also video material where one of the participants performed on Boston Naming Test. There were four participants in this study. Half (n=2) of them presented with fluent aphasia and the other half (n=2) with non-fluent aphasia. The total duration of the taped conversations was 144 minutes. Results: The participants of this study showed varying amounts and types of gesture. Every participant had a type of gesture that was the most typical for them. Most used gestures were descriptive and pointing gestures, gaze shift during word retrieval and touching own body. Most of the use of gesture happened during the word retrieval phase where the participants attempted to find the missing word and made several initiations to repair their speech. Conclusions: People with aphasia have unique ways of using gestures in their communication and therefore it is not possible to draw definite conclusions of general rules of gesture use in aphasia from a sample size this small. However, all of the participants used some type of gesture in support of their word retrieval so it seems that gaze and hand gestures can an important mean to aid impaired communication.

Despite decades of research, knowledge and training in the area of Child sexual abuse (CSA) interviews, studies internationally have shown that forensic child interviewers still relay on inappropriate questioning. Suggestive questions should not be used in CSA interviews as they can be very harmful for the witness reports of children. The previous and only Finnish study assessing the quality of CSA interviews is from the beginning of the 2000s. The study showed that the quality of Finnish CSA interviews was poor. In the present study, the CSA interviews from Helsinki and Uusimaa hospital district area in 2014 and 2015 are examined. All the interviews in this study are conducted in the forensic psychology center for children and adolescent. The aim for this study is to evaluate the questions asked by the interviewers in the investigative interviews with alleged CSA victims. The results are compared with the previous findings in Finland to find out whether the interview quality has improved. The sample, consisting of 96 transcribed forensic interviews with 55 alleged CSA victims (aged 3-18 years), was anonymised and analysed. Interviews were coded for questions types. The results were compared with the previous Finnish study. Detailed analyses of the interview transcripts showed that 47% of all the questions asked were facilitators, 12% were invitations, 27% were directive, 11% were option-posing and 0.3% were suggestive. The amount of questions encouraging the child to freely recall the events was almost 60 %, whereas in the previous study they reached only just over 20% of all questions asked. The amount of suggestive questions had decreased notably. Most of the interviews did not include any suggestive questions and the overall quite modest amount of suggestive questions was posed to a small proportion of the interviewed children. The results show that interview practice has improved notably since the previous study and this analysis provides viable arguments for encouraging the guidelines used in the Helsinki and Uusimaa hospital district.