Nobel ja telomeeri

KLINIK OCH VETENSKAP. Kliinistä ja tieteellistä

(1) Flera forskningsmål i sikte … inte bara nya cancerterapier
Nobelpriset om telomerers skyddsfunktion kan ge stor klinisk nytta
Useita tutkimuskohteita on tähtäimessä...ei vain uusia syöpäterapioita.Nobelpalkinto telomeerien suojaavasta vaikutukseta antanee suurta kliinistä hyötyä.

Artikkelin kirjoittajat:
Göran Roos, professor, överläkare; goran.roos( schnabel-a) medbio.umu.se
Pia Osterman, forsknings­ingenjör; båda institutionen för medicinsk biovetenskap, enheten för patologi, Umeå universitet

YHTEENVETOA

(2) Kun oli keksitty TELOMEERIEN rakenne ja TELOMERAASIN funktio, oli saatu tehtyä perustus sellaiselle tutkimuskentälle, joka viime 25 vuoden aikana on laajentunut räjähdyksenomaisesti, mitä julkaistujen artikkeleitten määrään tulee.
Genom upptäckten av telomerens struktur och telomerasets funktion lades grunden för ett forskningsfält, som under de senaste 25 åren vuxit närmast exponentiellt om man ser till antalet publicerade artiklar.

(3) Ensiksi tutkittiin DNA:n toistuvia sekvenssejä( jaksoja) yksisoluisissa organismeissa ja tästä urautui alkuun hyvin laaja sekä kokeellinen että kliinisluontoinen tutkimus.
Det som startade med studier av repetitiva DNA-se­kvenser hos en encellig organism har initierat en mycket bred forskning av såväl experimentell som klinisk natur.

(4) Tämä tutkimus on osoittanut, että TELOMEERIT ja TELOMERAASI ovat funktioltaan konservatiivisia eri organismeissa ja että TELOMEERIT ovat tärkeitä solujen luonnollisessa vanhentumisessa.
Denna forskning har visat att telomerer och telomeras är funktionellt konserverade i olika organismer och att telomerer är viktiga för cellers naturliga åldrande.

(5) TELOMERAASIKOMPLEKSIN geenimutaatiot aiheuttavat sairauksia.
Mutationer i telomeraskomplexets gener är sjukdomsframkallande.

(6) Syöpäsolulle on ominaista kyky pitää yllä tiettyä TELOMEERIPITUUTTA; TELOMERAASIKOMPLEKSI onkin potentielli syöpäterapioitten kohde
En central egenskap för cancerceller är förmågan att upprätthålla en viss telomerlängd, och telomeraskomplexet utgör ett potentiellt mål för nya cancerterapier.

(7) Etukäteen julkaistua. Suunniteltu julkaisu 4/2010.
Förhandspublicering. Planerad publicering i Läkartidningen nr 4/2010

(8) Vuoden 2009 Nobelin palkinto fysiologiassa tai lääketieteessä on jaettu Elizabeth H Blackburnin, Carol W Greiderin ja Jack W Szostakin kesken . Palkinto annetaan siitä löydöstä, että kromosomeja suojaa TELOMEERIT ja ENTSYYMI TELOMERAASI. Tämä löytö on suuri läpilyönti kautta biomedisiinisen alueen ja täten sai ansaitun palkkionsa.
2009 års Nobelpris i fysiologi eller medicin – som tilldelats Elizabeth H Blackburn, Carol W Greider och Jack W Szostak för upptäckten av »hur kromosomerna skyddas av telomerer och enzymet telomeras« – belönar fynd som fått stort genomslag inom skilda biomedicinska forskningsfält.

(9) Palkittu löytö tehtiin 1980-luvulla tutkittaessa hiivasoluja ja Tetrahymena-protozooaorganismia, joka on sovelias kromosomirakenteen ja funktion solubiologisiin analyyseihin , koska sillä on runsas määrä sopivia kromosomeja.
Den belönade upptäckten gjordes på 1980-talet under studier av jästceller och Tetrahymena, en protozo med riklig mängd kromosomer lämpliga för cell­bio­logiska analyser av kromosomers uppbyggnad och funktion.

(10) Ensimmäisissä julkaisuissa kuvattiin kromosomien päätyosien , TELOMEERIEN, rakennetta ja ne näyttivät olevan koostuneet toistuvista DNA-jaksoista, sekvensseistä; ihmisellä jaksona oli TTAGGG/CCCTAA.
I de första publikationerna [1, 2] beskrevs strukturen av kromosomernas ändpartier, telomererna, vilka visades vara uppbyggda av repetitiva DNA-sekvenser([TTAGGG/CCCTAA]n hos människa).

(11) TELOMEERIEN PITUUS vaihtelee eri kromosomien, eri solutyyppien ja eri lajien kesken. Ihmisellä esiintyvät TELOMEERIT ovat keskimäärin 6 000- 10 000 emästä pitkiä.
Telomerernas längd varierar mellan olika kromosomer, i olika celltyper och bland olika arter och är i medeltal hos människa 6  000–10 000 baser långa.

(12) Metafaasissa olevan solun hybridisoinnilla ja fluorokromilla merkatuilla telomeerikoettimilla on saatu käsitystä TEMOMEERIEN asemasta ja niiden pituuden vaihtelusta eri kromosomien päädyissä. Niiden pääasiallisena funktiona on myöhemmin osoittautunut olevan kromosomin suojaaminen hajoamiselta.
In situ-hybridisering av celler i metafas med användning av en fluorokrommärkt telomerprob illustrerar vackert telomerernas position och att de varierar i längd (här = signalstyrka) mellan olika kromosomändar (Figur 1). Deras huvudsakliga funktion har senare visats vara att stabilisera och skydda kromosomerna från nedbrytning.

(13) Samoihin aikoihin suunnilleen osoitettiin (lähinnä sidekudossolujen) soluviljelmillä, että TELOMEERIT lyhenivät jokaisessa solunjakautumisessa, mikä oli ilmiö, jota teoreettisesti oli aiemminkin jo uumoiltu tapahtuvan.
Ungefär samtidigt visade studier av cellkulturer (främst av bindvävsceller) att telomererna förkortas för varje celldelning, ett fenomen som tidigare på teoretiska grunder förutsatts kunna ske [3].

(14) Normaaleissa ihmissoluissa kromosomit nimittäin menettävät 50-200 emäsparia(bp) TELOMEERIPÄÄDYSTÄ jokaisessa solunjakautumisessa johtuen siitä, että DNA-sekvenssiä ei koskaan voida replikoida ihan päätyyn asti, mikä on ns. päätteen replikaation ongelmaa.
I normala humana celler tappar nämligen kromosomerna 50–200 baspar i slutet av telomeren för varje celldelning, beroende på att DNA-sekvensen inte kan replikeras fullt ut, det s k ändreplikationsproblemet (Figur 2).

(15) On ajateltu niin, että TELOMEERIT on koostu roju-DNA:sta, mikä sinänsä ei koodaa mitään proteiinia, mutta joka voi toimia kuin tikittävä kello solun iän suhteen. Mitä lyhempiä TELOMEERIT ovat , sitä useampia solunjakaumia on solut läpikäyneet.
Telomeren kan anses vara uppbyggd av »skräp-DNA«, som inte kodar för något protein men som kan fungera som en »klocka« för cellens ålder. Ju kortare telomererna är, desto fler celldelningar har cellen genomgått.

(16) On myös voitu osoittaa vahvaa yhteyttä lyhyitten TELOMEERIEN ja sen hetken kesken, jolloin normaalit solut lopettavat jakautumisensa; tämä tarkoittaa sitä, että kriittisellä rajalla ei enää salliudu useampia solunjakautumisia ja solu alkaa vanhentua ja lopulta kuolee.
Man kunde också visa en stark koppling mellan korta telomerer och när normala celler slutar dela sig; dvs vid en kritisk gräns tillåts inte fler delningar, och cellen börjar åldras för att slutligen dö.

(17) TELOMERAASI antaa solulle kykyä ikuistua.
Telomeras ger cellen förmåga till evigt liv

(18) Jotta solut voisivat käydä läpi suuren määrän solunjakautumisia, vaaditaan mekanismia, joka YLLÄPITÄÄ TELOMEERIEN PITUUTTA. Tätä mekanismia ei tunnettu ennen vuotta 1985, jolloin Carol Greider ja Elizabeth Blackburn julkaisivat artikklin, jossa he kuvasivat sellaista entsyymiaktiivisuutta Tetrahymenassa , mikä saattoi pidentää ja luoda uusia TELOMERAASIPÄÄTTEITÄ.
För att celler ska kunna genomgå ett stort antal celldelningar krävs en mekanism som gör att telomerernas längd upprätthålls. Denna mekanism var okänd fram till 1985 då Carol Grei­der och Elizabeth Blackburn publicerade en artikel [4] där de beskrev att enzymaktivitet i proteinextrakt från Tetrahymena kunde förlänga och skapa nya telomerändar (Figur 2).

(19)
Sittemmin tätä aktiivisuutta kutsuttiin nimellä TELOMERAASI. Se osoittautui olevan käänteinen transkriptaasi, siis sen lisäksi että siinä oli proteiiniosa katalyyttisine aktiivisuuksineen , niin siinä oli mukana myös RNA-komponentti, joka toimi mallina sille nukleotidisekvenssille, mitä kromosomipäätyihin lisätään.
Denna aktivitet kom senare att kallas telomeras och visade sig vara ett omvänt transkriptas, dvs förutom en proteindel med katalytisk aktivitet bär det med sig en RNA-komponent som fungerar som en mall för den nukleotidsekvens som adderas till kromosomändarna (Figur 3).

(20) Blackburn ja Greider olivat ensimmäisiä, jotka osoittivat RNA-komponentin funktion ja merkityksen. Lääketieteen alueella on TELOMERAASIN osoittaminen lisännyt osaltaan tuumoritautien ymmärtämistä, mutta TELOMEERIEN BIOLOGIA on ilmeisesti tärkeä myös muiden tautien kehkeytymisessä.
Blackburn och Greider var även de första att påvisa RNA-komponentens funktion och betydelse [5]. Inom medicinen har påvisandet av telomeras bidragit till ökad förståelse för tumörsjukdomar, men telomerers biologi har visats vara viktig även för uppkomst av and­ra sjukdomar.

(21) TELOMERAASI on varsinaisesti multiproteiini-RNA-kompleksi, jonka rakenneosaset vaihtelevat eri lajien kesken. Aktiivi kompleksi ihmisessä muodostuu katalyyttisen alayksikön (hTERT) dimeereistä, RNA-komponentista (hTR) ja dyskeriinistä. Dyskeriini on proteiini, joka sitoutuu RNA-molekyyliin.
Telomeras är egentligen ett multiprotein-RNA-komplex, vars beståndsdelar varierar mellan olika arter. Det aktiva komplexet hos människa utgörs av dimerer av den katalytiska subenheten (hTERT), RNA-komponenten (hTR) och dyskerin, ett protein som binder till RNA-molekylen.

(22) Mainittujen rakenneosasten lisäksi on osoittautunut, että TELOMERAASIKOMPLEKSIN kanssa voi käydä interaktioon koko joukko muitakin proteiineja.
Förutom dessa beståndsdelar har en mängd olika proteiner visats kunna interagera med telomeraskomplexet.

(23) TELOMERAASIN tärkeyttä yksisoluiselle "kuolemattomiksi" katsotuille organismille osoittaa se, että TELOMERAASIN MUTAATIO, joka aiheuttaa lyhentyneitä TELOMEEREJA, on niille soluille kuolettava.
Att telomeras är viktigt för encelliga organismer, som kan anses odödliga, bevisas av att om man muterar telomeraset förkortas telomererna, och cellerna dör.

(24) TELOMERAASIAKTIIVISUUTTA voidaan osoittaa oelvan spermioissa, blastokystassa ja useimmissa sikiöaikaisissa kudoksissa varhaisrasakuden aikana ja siten se katoaa.
Telomerasaktivitet kan påvisas i spermier, i blastocyststadiet och i de flesta embryonala vävnader tidigt under graviditeten för att därefter försvinna.

(25) TELOMERAASIA ei tavallisesti esiinny aikuisuudessa normaaleissa kehonsoluissa. Poikkeuksena ovat kantasolut ja epiteelin sekä luuytimen progeniittorisolut sekä veren ja imusolmukkeiden aktivoidut lymfosyytit. Säännönmukaan kyse on sellaisista soluista, jotka jatkuvasti uusiutuvat kautta elämän ,joten niille on eduksi saada uusia TELOMEERISEKVENSSIN lisukkeita. TELOMERAASIAKTIVITEETTI on usein ohimenevää ja solujen erilaistuessa tapahtuu sen vaimennussäätö.
Telomeras uttrycks vanligtvis inte i vuxna normala kroppsceller. Undantag är stamceller och progenitorceller i epitel och benmärg samt aktiverade lymfocyter i blod och lymfkörtlar. Som regel rör det sig om celler i vävnader som ständigt förnyas under livet och där det är en fördel att ibland kunna ge ett nytillskott av telomer­sekvenser. Telomerasaktiviteten är ofta övergående och nedregleras när cellerna differentierar.

(26) Normaalisoluissa havaittavissa oleva TELOMERAASIAKTIVITEETTI on tavallisesti niin heikkoa, että se ei pysty estämään TELOMEERIPITUUDEN lyhenemistä iän lisääntyessä. Yksi poikkeus on ja se on spermatogeneesi , missä TELOMERAASIN aktiivisuus iän lisääntyessä johtaa tiettyyn pitenemiseen spermioitten TELOMEEREISSÄ. Onhan luonnollisesti mitä tärkein seikka, että se DNA, jonka tehtävänä on ylläpitää tulevia sukupolvia, on niin stabiilia kuin mahdollista ja tähän myötävaikuttaa seprmioitten DNA:n tehokas TELOMEERISUOJA.
Den telomerasaktivitet som kan detekteras i normala celler är vanligtvis inte tillräckligt hög för att förhindra förkortning av telomerlängd med stigande ålder. Ett undantag är spermatogenesen, där telomerasets aktivitet med ökande ålder faktiskt leder till viss förlängning av spermiernas telomerer. Det är naturligtvis av yttersta vikt att det DNA som ska bidra till framtida generationer är så stabilt som möjligt, och till detta bidrar ett fungerande »telomerskydd« för spermie-DNA:t.

(27) Prosessissa on mukana useita proteiineja.
Flertal proteiner med i processen

(28)TELOMEERIPITUUDEN solusäätö ( joka on hyvin monimutkainen), ei ole vielä täysin selvitetty asia. TELOMERAASIN lisäksi on koko joukko proteiineja, jotka sitoutuvat TELOMEEREIHIN ja säätelevät niiden pituutta ja TELOMERAASI-entsyymin pääsyä niihin käsiksi.
Den cellulära regleringen av telomerlängden, som är mycket komplex, är i dagsläget inte helt klarlagd. Förutom telomeras finns det ett flertal proteiner som binder till telomererna och reglerar deras längd och tillgänglighet för telomeras.


(29) Kaikkein tunnetuimpia näistä proteiineista on kuusi, jotka muodsotavat SHELTERIN-KOMPLEKSIN (TRF1, TRF2, Rap1, TIN2, TPP1 ja Pot-1). Shelteriinikompleksin koostumus on tärkeä TELOMEERIEN rakenteelle ja avustaa solua erottamaan toimviat kromosomipäätteet DNA-vaurioista.
Bland de mest studerade är sex proteiner som tillsammans bildar shelterinkomplexet (TRF1, TRF2, Rap1, TIN2, TPP1 och Pot-1) [6]. Sammansättningen av shelterinkomplexet är viktig för strukturen av telomererna och hjälper cellen att skilja funktionella kromosomändar från DNA-skador.

(30) TELOMEEREJÄ tavataan kahta konformaatiota, joka avointa tai T-silmukaksi rullautunutta (TELOMERLOOP) . Silmukkarakenteessa TELOMEERIPÄÄTY on omalla TELOMEERISEKVENSSILLÄ ja se tulee siten suojatuksi.
Telomeren kan ses i två konformationer, antingen som »öppen« eller upprullad i en T-loop (telomerloop). I T-loopsstrukturen har telomeränden invaderat sin egen telomersekvens och blir på så vis skyddad.

(31) Tautia-aiheuttavat TELOMERAASIMUTAATIOT.
Sjukdomsframkallande telomerasmutationer

(32) TELOMERAASIN eri komponenttien mutaatiot ovat omanneet vakavia vaikutuksia moniin solutyyppeihin ja elimiin ja osaltaan vaikuttaneet eri sairauksien esiintymistä. Yhteistä näille taudeille on vaikutus luuytimen soluihin, joilla on näissä potilaissa LYHEMMÄT TELOMEERIT kuin vastaavilla terveillä henkilöillä. MUTAATIOT hTR- ja hTERT-geeneissä esiintyy mm potilailla, joilla on diagnoosina idiopaattinen aplastinen anemia tai myelodysplastinen syndrooma.
Mutationer i telomerasets olika komponenter har visat sig ge allvarliga effekter i många celltyper och organ och kan bidra till uppkomst av skilda sjukdomar. Gemensamt för många av dessa sjukdomar är påverkan på benmärgens celler, vilka hos dessa patienter har kortare telomerer än vad motsvarande friska personer har. Mutationer i hTR- eller hTERT-generna förekommer hos bl a patienter med diagnosen idiopatisk aplastisk anemi eller myelodysplastiskt syndrom [7].

(33) Dyskeratosis congenita on eräs monisysteemisäiraus, johon liittyy ihon pigmentoituminen, kynsimuutokset, suun limakalvon leukoplakia, kyynelkanavien surkastuminen, aplastinen anemia, keuhkofibroosi ja miespotilailla kivessurkastuma. Tässä sairaudessa on joko dyskeriinigeenin(DKC1) tai hTERT- tai hTR-geenin mutaatio. Tavallisin on DKC1 geenin mutaatio (35%)
Dyskeratosis congenita är en multisystemsjukdom associerad med kutan pigmentering, nagelförändringar, leukoplaki i munslemhinnan, atresi av tårkanalen, aplastisk anemi, lung­fib­ros och hos manliga patienter som regel testikelatrofi. Vid denna sjukdom är antingen genen för dyskerin (DKC1) eller hTERT- eller hTR-genen muterad. Vanligast är mutationer i DKC1-genen (35 procent) [8].

(34) DKC1-geenimutaatioita löytyy myös potilailta, joilla on Høyeraal–Hreidarssons syndroma Oireyhtymään kuuluu aplastinen anemia, immuunivaje, mikrokefalia ja kasvunhäiriö.
Mutationer i DKC1-genen hittar man även hos patienter med Høyeraal–Hreidarssons syndrom, en multisystemsjukdom som karakteriseras av aplastisk anemi, immunbrist, mikrocefali och tillväxtstörning [9].

(35) idiopaattinen keuhkofibroosi alkaa aikuisuudessa ja johtaa letaaliin keuhkosidekudoksen muuntumiseen. Taudissa on perinnöllisiä ja sporadisia muotoja. Nykyisin on osoitettu, että hTERT- ja hTR-geenit johtavat telomeerien lyhenemiseen, mikä ajan myötä osaltaan lisää herkkyyttä idiopaattisen keuhkofibroosin kehittymiseen.
Idiopatisk lungfibros debuterar i vuxen ålder och leder till letal bindvävsomvandling av lungparenkymet. Såväl ärftliga som sporadiska former av sjukdomen finns. Nyligen har visats att mutationer i hTERT- eller hTR-generna resulterar i telomerförkortning, vilken med tiden bidrar till ökad känslighet för att utveckla idiopatisk lungfibros [10].

(36) TELOMEERIEN ja syövän välinen yhteys.
Koppling mellan telomerer och cancer

(37) Jos kromosomista puuttuu TELOMEERIT, tämä tilanne vastaa DNA-vauriota, kaksoissäikeen vauriota, jota solu koettaa korjata. Eräs tapa korjata tällaista vauriota on asettaa eri kromosomipäädyt yhteen niin, että muodostuu disentrisiä kromosomeja. Solunjakautumisessa niillä on riskinä murtua, jolloin kromosomaalinen materiaali jakautuu tasaisesti tytärsolujen kesken. Täten voi muodostua kromosomipoikkeamia, mistä teoreettisesti ottaen voi syntyä tuumoreita. Tuumoreilla näyttää myös olevan lyhempiä TELOMEEREJÄ kuin vastaavasa nomaalikudoksessa, minkä selittänee, että tuumorisolut ovat käyneet läpi suuremman määrän solunjakautumisia kuin normaalikudos.
Kromosomer utan telomerer kan liknas vid en DNA-skada, ett dubbelsträngsbrott, som cellen försöker att reparera. Ett sätt kan vara att olika kromosomändar sätts ihop så att dicentriska kromosomer bildas. Vid celldelning riskerar de att brytas sönder, varvid det genetiska materialet fördelas ojämnt mellan dottercellerna. På detta vis kan kromosomala avvikelser uppstå, vilka teoretiskt kan bidra till tumöruppkomst. Det har också visat sig att tumörer har kortare telomerer än motsvarande normalvävnad, vilket kunde förklaras med att tumörcellerna genomgått ett jämförelsevis större antal celldelningar än normalvävnaden.

(38) 1990-luvun alussa tutkittiin munuaissyöpää ja oletettiin, että tuumoreitten läpikäymien solusyklien määrä voitaisiin retrospektiivisesti arvioida analysoimalla niiden TELOMEERIEN PITUUS. Tuloksena oli kuten odotettuakin, että useimmillä tuumoreilla oli normaalia munuaiskudosta lyhemmät TELOMEERIT ja tästä tietomäärästä käsin laskettiin läpikäytyjen solusyklien määrä. Ei ollutkuitenkaan yhteyttä solusyklien määrällä ja tuumorin koolla.Tuumorin koko voinee riippua TELOMERAASIAKTIIVISUUDESTA, jota silloin ei vielä oltu osoitettu tuumoreista , vaikkakin kyllä koeputkessa maligneista soluista.
Vi studerade i början av 1990-talet njurcancer och antog att antalet cellcykler som tumörerna hade genomgått skulle kunna bedömas retrospektivt genom att analysera deras telomerlängd. Resultatet var som väntat att de flesta tumörerna hade kortare telomerer än normal njurvävnad, och utifrån dessa data gjordes beräkningar av antal genomgångna celldelningar [11]. Vi fann dock att det inte fanns någon koppling mellan antal beräknade celldelningar och tumörstorlek och föreslog att det kunde bero på telomerasaktivitet, som man då ännu inte påvisat i tumörer men väl i kulturer av maligna celler in vitro.

(39) Samana vuonna osoitettiin ensimmäistä kertaa AKTIIVIA TELOMERAASIA ihmisen maligniteeteissa.
Samma år påvisades också för första gången aktivt telomeras i humana maligniteter [12, 13].

(49)Aktiviteetin osoittaminen vaati konventionellia molekyylibiologista menetelmää, joka vei aikaa, oli suhteellisen epäherkkä ja vaati paljon soluja. Pian sen jälkeen esitettiin PCR-tekniikka, jossa TELOMERAASITUOTE (= vastikään muodostuneet telomeerisekvenssit) saatettiin tehdä moninkertaisiksi ja täten visualisoida. PCR-metodilla on paljon parempi herkkyys ja niinkin vähän kuin 50- 100 telomeraasipositiivista solua voidaan havaita. Sitten edistyttiin nopeasti TELOMEERIBIOLOGISISSA TUTKIMUKSISSA ja erilaisista malliorganismeista saatu tieto on rikastanut ihmissoluista tehtyjä tutkimuksia hyvin positiivisella tavalla.
För att kunna visa denna aktivitet användes konventionell molekylärbiologisk metodik, som var tidsödande, relativt okänslig och krävde många celler. Snart därefter presenterades en PCR-baserad teknik med vilken telomerasprodukten (nybildade telomersekvenser) kan mångfaldigas och därigenom visualiseras [14]. PCR-metoden har mycket högre känslighet, och så lite som 50–100 telo­me­ras­­positiva celler kan detekteras. Därefter startade en snabb utveckling av telomerbiologisk forskning, där data från skilda modellorganismer berikat studier av mänskliga celler på ett mycket positivt sätt.

(50) TELOMERAASILLA on kaksoisrooli tuumorin kehityksessä.
Telomeras spelar dubbelroll i tumörutveckling

(51) Vaikuttaa siltä, että TELOMERAASILLA on tuplaroolit.
Toisaalta sen funktiona on estää tuumoreitten muodostuminen siten, että se säädetään useimmissä solutyypeissä vaimentumaan syntymän jälkeen. Sellaiset solut voivat käydä läpi rajallisen määrän solunjakautumisia ennenkuin TELOMEERIT tulevat KRIITTISEN LYHYIKSI ja solut saavat sitten signaaleita, jotka johtavat kasvunpysähtymään.
Telomeras verkar alltså kunna spela dubbla roller. Å ena sidan är dess funktion att förhindra uppkomst av tumörer genom att det nedregleras i de flesta celltyper efter födseln. Dessa celler kan genomgå ett begränsat antal celldelningar innan telomererna blir kritiskt korta och cellen får signaler som leder till tillväxtstopp.

(52) Toisaalta TELOMERAASI antaa osansa tuumorin syntymiseen, kun se aktivoituessaan stabilisoi/pidentää TELOMEERIEN PITUUTTA, mitkä antaa mahdollisuuksia solunjakautumisiin ja periaatteessa rajattomaan kasvuun.
Å andra sidan bidrar telomeras till tumöruppkomst genom att det vid aktivering stabiliserar/förlänger telomerlängden, vilket möjliggör fler celldelningar och i princip obegränsad tillväxt.

(53) Hanahan et Weinberg ovat identifioineen tämän rajattoman replikatiivisen potentiaalin, kyvyn rajattomaan määrään solunjakautumisia. Tähän kykyyn tarvitaan tietyn TELOMEERIPITUUDEN intaktina säilyminen. Monet tutkimukset ovat osoittaneet, että 80-90%:ssa kaikista maligneista tuumoreista esiintyy AKTIIVIA TELOMERAASIA ja siis kykyä pitää TELOMEERIT riittävinä. Kuten yllä mainittiin tuumoreitten TELOMEERIPITUUDET ovat kyllä lyhempia kuin normaalikudoksissa huolimatta TELOMERAASIN läsnäolosta.
I en ofta citerad översiktsartikel identifierade Hanahan och Weinberg [15] »cancerns kännetecken«, och ett av dessa var »obegränsad replikativ potential«, dvs förmåga till obegränsat antal celldelningar. För denna förmåga krävs att en viss telomerlängd behålls intakt, och i ett stort antal studier har visats att 80–90 procent av alla maligna tumörer har aktivt telomeras och alltså förmåga att bibehålla sina telomerer. Som påpekats ovan är telomerlängden i tumörer ofta kortare än i motsvarande normal vävnad, trots närvaro av telomeras.

(54) Tässä voi pohtia, onko TELOMERAASIAKTIIVISUUS myöhäistapahtuma tuumorin kehittymisessä. Eräs mahdollinen skenaario on, että solut ovat hankkineet mutaatioita, jotka stimuloivat niitä kasvamaan kontrolloimattomasti sekä stimuloivat niitä olemaan reagoimatta normaaleihin jarruttaviin signaaleihin. Ne lyhentävät TELOMEERINSA ja hankkivat lisää geneettisiä muuntumisia, jotka voivat johtaa mm TELOMERAASIN aktivoitumiseen. TELOMERAASI sitten stabilisoi lyhyemmät TELOMEERIPÄÄTTEET ja mahdollistaa rajattomat solunjakautumiset
Man kan här spekulera om huruvida telomerasaktivering är en sen händelse i tumörutvecklingen. Ett tänkbart scenario är att cellerna erhåller mutationer som stimulerar dem att växa okontrollerat och inte reagera på normala bromsande signaler. De förkortar sina telomerer och erhåller fler genetiska förändringar, som kan leda till bl a aktivering av telomeras. Telomeraset stabiliserar härefter den korta telomerlängden och möjliggör obegränsad celldelning.

(55) TELOMERAASINEGATIIVISET tuumorit ovat siis epätavallisia ja usein ne ovat kehittäneet toisen mekanimsin pitääkseen yllä TELOMERAASIPITUUTTA. Tällainen mekanismi rakentuu homologiin rekombinaatioon ja sitä kutsutaan ALT (alternatiivi TELOMEERIEN pidentyminen) . ALT-mekanismia nähdään ennenkaikkea sarkoomassa ja aivotuumoreissa. Ei olla selvillä siitä, miten suuri osa telomeraasinegatiivisista tuumoreista käyttää ALT ja pystyykö molemmat mekanismit( ALT ja TELOMERAASI) toimimaan samaan aikaan tuumoreissa. In vitro( koeputkessa) voidaan kombinoida nämä kaksi järjestelmää.
Telomerasnegativa tumörer är alltså ovanliga, och de har ofta utvecklat en annan mekanism för att upprätthålla telomerlängden. Denna mekanism bygger på homolog rekombination och kallas ALT (alternative lengthening of telo­meres). ALT-mekanismen ses framför allt i sarkom och hjärntumörer. Det är inte känt hur stor andel av de telomerasnegativa tumörerna som använder sig av ALT och huruvida bägge mekanismerna (ALT och telomeras) kan samexistera i tumörer. In vit­ro, i cellinjer, har man kunnat kombinera dessa två ­system.

(56) Moni tutkimus selvittää ihmistuumorien TELOMERAASIAKTIIVISUUTTA suhteessa taudin kliiniseen kulkuun ja enusteeseen. Tulokset ovat ristiriitaisia useimpien tuumorimuotojen shteen ja varhaiset tiedot yhteyksistä korkean telomeraasiaktiivisuuden ja huonon ennusteen kesken eivät näytä pitävän paikkaansa.
Ett stort antal studier har analyserat telomerasaktivitet i humana tumörer i relation till kliniskt förlopp och prognos. Resultaten är motstridiga för de flesta tumörformer, och tidiga data som fann en koppling mellan höga telomerasnivåer och dålig prognos har inte visat sig hålla.

(57) TELOMERAASIPITUUS on ehkä tärkeämpi seikka kuin TELOMERAASIAKTIIVISUUS.
Telomerernas längd kanske viktigare än telomerasaktivitet

(58) Tuumorisoluissa näyttää olevan tärkeämpi seikka TELOMEERIEN PITUUS eikä niinkään TELOMERAASIN AKTIIVISUUS: Tämä pätee erityisesti hematopoieettisiin maligniteetteihin, joista saadun tiedon mukaan lyhyitä TELOMEEREJÄ vastaa progressiivinen tauti.
En viktigare faktor än telomerasaktivitet verkar den faktiska telomerlängden i tumörcellerna vara. Detta gäller speciellt hematopoetiska maligniteter för vilka ett genomgående fynd är att korta telomerer är associerade med progressiv sjukdom.

(59) Tutkituin tauti tässä suhteessa on KLL, krooninen lymfaattinen leukemia, jossa TELOMERAASIPITUUS( ja KORKEA TELOMERAASIAKTIIVISUUS) on osoittautunut riippumattomaksi prognostiseksi merkitsijäksi. Vastaavankaltainen löytö on tehty multippelista myeloomasta ja myelodysplastisesta oireyhtymästä. Tässä indisoi lyhyet TELOMEERIT pikaisempaa kehitystä kohti akuuttia leukemiaa. Ref. 16 antaa yleiskatsausta telomeeripituudesta biologisena merkitsijänä maligniteetissa.
Den mest studerade sjukdomen i detta avseende är kronisk lymfatisk leukemi där telomerlängd (och hög telomerasaktivitet) visats vara en oberoende prognostisk biomarkör. Liknande fynd har gjorts vid multipelt myelom och myelodysplastiskt syndrom. Här indikerar korta telomerer snabbare utveckling till akut leukemi. I referens 16 ges en översikt av telomerlängd som biomarkör vid malignitet.

(60) TELOMERAASI syöpäterapiassa kohteena. Telomeras som mål för cancerterapi

(61) Koska TELOMERAASI on aktivoituneena useimmissa maligneissa tuumoreissa ja puuttuu useimmista normaaleista soluista, on TELOMERAASI teoreettisesti ottaen kiehtova syöpäterapian kohde. Erilaisia menetelemiä on jo kokeellisissa ja kliinisissa vaiheissa. TELOMERAASIN ESTON pitäisi johtaa TELOMEERIEN LYHENEMISEEN ja lopulta solukuolemaan, mutta tarvittaneen aivan liian monta solunjakaumaa ennenkuin tällainen efekti saavutettaisiin. Tämän takia on ajateltu käyttää TELOMERAASINESTÄJÄÄ kirurgian ja solumyrkkyhoidon jälkeen "käsittelemään" jäljellä jääneitä tuumorisoluja. On päätelty, että normaalit solut, joissa on ohimenevästi aktivoitunutta telomeraasia , eivät vaikuttuisi vakavasti sellaisesta käsittelystä.
Eftersom telomeras är aktiverat i merparten av maligna tumörer och saknas i de flesta normala celler, är telomeras ett teoretiskt attraktivt mål för cancerterapi. Skilda tillvägagångssätt testas nu experimentellt och i kliniska försök [17]. Hämning av telomeras bör leda till telomerförkortning och slutligen cellens död, men det kan behövas (alltför) många celldelningar innan denna effekt uppnås. Därför har en tanke varit att använda telomerashämmare efter kirurgi och cellgiftsbehandling för att »ta hand om« eventuella kvarvarande tumörceller. Det har bedömts att normala celler med över­gående aktivering av telomeras inte påverkas allvarligt av sådan behandling.

(62) Voidaan harkita tulevaisia terapeuttisia järjestelmiä, joissa vaikutus on suoraan toksinen niissä soluissa jotka ilmentävät TELOMERAASIA. Kliinisissä kokeissa on nykyhetkellä TELOMERAASIN INHIBIITTOREITA ja myös TERT- immuuniterapiaa, missä ajatuksena on stimuloida immuunivastetta ja "siivota pois" tuumorisoluja, jotka ilmentävät TELOMERAASIA.
Man kan även tänka sig framtida terapeutiska ansatser, där effekten är direkt toxisk i celler som uttrycker telomeras. Kliniska försök pågår i dagsläget med telomerasinhibitorer och även med TERT-immunterapi, där tanken är att stimulera immunförsvaret att »städa bort« tumörceller som uttrycker telomeras.

(63) TELOMEERIEN biologia kytkeytyy vahvasti solujen vanhenemiseen.
Telomerernas biologi starkt kopplad till cellers åldrande

(64) Kute yllä on viitattu soluviljelmissä on vahvaa yhteyttä TELOMEERIEN LYHENEMÄN ja solujakautumisten lukumäärän kesken. Samalla tavalla on vanhemmillä henkilöillä veriroluissaan LYHEMPIÄ TELOMEEREJÄ kuin nuorilla. On myös tavallaista, että naisilla on jonkin verran PITEMPIÄ TELOMEEREJÄ kuin miehillä , mistä on siten tehty yhteyksiä naisten ja miesten elinikään. Näyttää siltä, että naiset menettävät TELOMEERISEKVENSSIÄ kuin miehet jokaisessa hematopoieesin solunjakautumassa.
Som påpekats ovan finns i cellkulturer en stark koppling mellan telomerförkortning och antal celldelningar. På samma sätt ses kortare telomerer i blodceller hos äldre individer än hos yngre personer. Det är också så att kvinnor i sina blodceller har något längre telomerer än män, varför det har varit naturligt att göra en koppling till kvinnors och mäns livslängd. Kvinnor tycks således förlora mindre telomersekvens än män för varje celldelning inom hematopoesen.

(65) Geneettisesti modifioiduilla hiirillä, joilta puuttuu toimiva TELOMERAASI, ei havaita aluksi mitään muutoksia. Tämä johtuu siitä, että hiirillä on aluksi HYVIN PITKÄT TELOMEERIT ja vasta neljännessä sukupolvessa tulee esiin niin lyhyitä TELOMEEREJA, että fenotyyppisiä muutoksia on havaittavissa. Silloin hiirillä on harmaa turkki, huono haavojen paraneminen, limakalvojen surkastumaa maha-suolikanavassa, huonontuneet veriarvot ja steriliteettiä, muutoksia, jotka muistuttavat osittain normaalia vanhenemista.
Genetiskt modifierade möss som saknar fungerande telomeras visar initialt inga förändringar. Detta beror på att möss har mycket långa telomerer, och först efter fyra generationer har telomererna blivit så korta att fenotypiska förändringar uppträder. Mössen visar då gråhårig päls, dålig sårläkning, slemhinneatrofi i mag–tarmkanalen, försämrade blodvärden och sterilitet, förändringar som delvis påminner om naturligt åldrande.

(66) On tauteja, joissa yhtenä oireena on varhainen vanheneminen. Nämä potilaat omaavat lyhempiä TELOMEEREJA kuin vastaavat terveet. Näiden sairauksien taustana vaikuttaa olevan mutaatiot sellaisissa geeneissä, jotka avustavat DNA-vaurion korjaantumista.
Det finns sjukdomar där ett av symtomen är för tidigt åldrande (ataxi–telangiektasisyndromet, Werners syndrom, Fanconis anemi), och dessa patienter uppvisar kortare telomerer än motsvarande friska individer. Bakomliggande orsak för dessa sjukdomar verkar vara mutationer i gener som bidrar till reparation av DNA-skador.

(67) TELOMEERIEN BIOLOGIA on siis vahvasti liittynyt solujen replikatiivisen kykyyn ja solujen ikääntymiseen, mutta ikääntymisprosessi on orgaanitasossa paljon monimutkaisempaa ja siihen vaikuttaa joukko erilaisia tekijöitä.
Telomerernas biologi är således starkt associerad med cellers replikativa förmåga och med cellulärt åldrande, men på organismnivå är åldrandeprocessen mycket mer komplicerad och påverkas av en rad skilda faktorer.

(68) Verisolujen TELOMEERIPITUUS toimii biologisena merkitsijänä.
Blodcellers telomerlängd fungerar som biomarkör

(69) Ihmisen verisoluista on tehty paljon TELOMEERIPITUUTTA koskevia tutkimuksia, samoin telomeeripituuden suhteesta patofysiologisiin ja epidemiologisiin tekijoihin ja eri sairauksiin. Lyhemmät TELOMEERIT potilailla kontrolleihin verrattuna tavataan esim hypertoniassa, diabeteksessa, syövässä, lihavuudessa, verenlipidien epänormaaliuksissa, pitkässä psyykkisessä rasituksessa, inaktiviteetissa ja tupakanpolttajilla. Eri tutkimustulokset ovat toisistaan poikkeavia jonkin verran eikä olla tultu yksimielisyyteen oikeastaan näistä minkään tekijän suhteen.
För människa finns det många studier av telomerlängd i blodceller och dess relation till patofysiologiska och epidemiologiska faktorer samt till skilda sjukdomar. Kortare telomerer hos patienter än i matchade kontrollmaterial har beskrivits vid t ex hypertoni, diabetes, cancer, fetma, abnorma blodlipider, långvarig psykisk belastning, inaktivitet och hos rökare. Skilda publikationer är dock inte helt överensstämmande, och konsensus har knappats nåtts helt avseende någon av dessa faktorer.

(70) Monessa tilassa/faktorissa yhteinen nimittäjä, joka on yhdistettävissä lyhyisiin TELOMEEREIHIN, on oksidatiivinen stressi , mikä on tunnettu tekijä aiheuttamassa lisääntyneitä TEMOMEERIMENETYKSIÄ. Epidemiologiset analyysit ovat vaikeita tehdä, koska varhaisen elämän TELOMEERIPITUUS määräytyy perimän mukaan, lähinnä isän puolelta, ja myöhemmin vaikuttuu elämäntyylistä ja ympäristötekijöistä. Lisäksi eräs komplisoiva tekijä on sekin, että YKSILÖLLINEN TELOMEERIPITUUS osittain määräytyy TELOMEERIEN ALKUPITUUDESTA siten, että pitkät TELOMEERIT omaavalla yksilöllä on tietyssä ajanjaksossa kaikkein huomattavin TELOMEERIEN LYHENTYMINEN
En gemensam nämnare för många tillstånd/faktorer som kopplats till kortare telomerer är oxidativ stress, vilket är en känd faktor som kan bidra till ökade telomerförluster. Analyser av epidemiologisk natur är svåra, eftersom vår telomerlängd tidigt i livet till stor del bestäms av arvet (främst från fadern) för att senare påverkas av livsstil och omgivningsfaktorer. Ytterligare en komplicerande faktor är att den individuella telomerförlusten till en del bestäms av ursprungslängden på telomererna, på så sätt att individer med långa telomerer visat den mest uttalade telomerförkortningen under en viss tidsperiod.

(71) Hämmentävä, mutta mielenkiintoinen löytö on sekin, että veren TELOMEERIPITUUS voi olla prognostinen tekijä syövässä. Prognoosi on huonompi niillä, joilla on pitkät telomeeritperifeerisen veren "buffy-coat-soluissa ( jyväisissä valkosoluissa , imusoluissa ja monosyyteissä). Tämä on havaittu rinta-ja munuaissyöpäpotilailta. Molemmsisa ryhmissä oli telomeeripituus riippumaton prognostinen indikaattori. Nämä tiedot osoittavat, että TELOMEERIPITUUS veressä ei ole staattinen, vaan voi vaikuttua tuumoritaudista. Näiden muutosten taustamekanismit ovat monimutkaisia eikä niitä ole vielä selvitetty.
Ett förvånande men intressant fynd är att telomerlängd i blod kan vara en prognostisk faktor vid cancer. Den patientgrupp som hade långa telomerer i buffy coat-celler (granulocyter, lymfocyter och monocyter) från perifert blod befanns nämligen ha sämre prognos än övriga patienter. Detta resultat har erhållits från patienter med såväl bröst- som njurcancer. I båda patientgrupperna var telomerlängd en signifikant oberoende prognostisk indikator [16]. Dessa data tyder ytterligare på att telomerlängden i blod inte är statisk utan kan påverkas, som i detta fall av tumörsjukdom. Mekanismerna bakom dessa förändringar är komplexa och har ännu inte klarlagts.

Kirjoittajien antamat viitteet:

Referenser
1. Shampay J, Szostak JW, Blackburn EH. DNA sequences of telomeres maintained in yeast. Na­ture. 1984;310(5973):154-7.
2. Szostak JW, Blackburn EH. Clon­ing yeast telomeres on linear plasmid vectors. Cell. 1982;29(1):245-55.
3. Harley CB, Futcher AB, Greider CW. Telomeres shorten during ageing of human fibroblasts. Na­ture. 1990;345(6274):458-60.
4. Greider CW, Blackburn EH. Identification of a specific telomere terminal transferase activity in Tetrahymena extracts. Cell. 1985;43:405-13.
5. Greider CW, Blackburn EH. A telomeric sequence in the RNA of Tet­rahymena telomerase required for telomere repeat synthesis. Nature. 1989;337(6205):331-7.
6. de Lange T. Shelterin: the proteincomplex that shapes and safeguards human telomeres. Genes Dev. 2005; 19(18):2100-10.
7. Yamaguchi H, Baerlocher GM, Lansdorp PM, Chanock SJ, Nunez O, Sloand E, et al. Mutations of the human telomerase RNA gene (TERC) in aplastic anemia and myelodysplastic syndrome. Blood. 2003;102(3):916-8.
8. Mitchell JR, Wood E, Collins K. A telomerase component is defective in the human disease dyskeratosis congenita. Nature. 1999;402(6761):551-5.
9. Knight SW, Heiss NS, Vulliamy TJ, Aalfs CM, McMahon C, Richmond P, et al. Unexplained aplastic anaemia, immunodeficiency, and cerebellar hypoplasia (Hoyeraal-Hreidarsson syndrome) due to mutations in the dyskeratosis congenita gene, DKC1. Br J Haematol. 1999;107(2):335-9.
10. Tsakiri KD, Cronkhite JT, Kuan PJ, Xing C, Raghu G, Weissler JC, et al. Adult-onset pulmonary fibrosis caused by mutations in telomerase. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007;104(18):7552-7.
11. Mehle C, Ljungberg B, Roos G. Telomere shortening in renal cell carcinoma. Cancer Res. 1994;54(1):236-41.
12. Counter CM, Hirte HW, Bacchetti S, Harley CB. Telomerase activity in human ovarian carcinoma. Proc Natl Acad Sci U S A. 1994;91(8):2900-4.
13. Nilsson P, Mehle C, Remes K, Roos G. Telomerase activity in vivo in human malignant hematopoietic cells. Oncogene. 1994;9(10):3043-8.
14. Kim NW, Piatyszek MA, Prowse KR, Harley CB, West MD, Ho PL, et al. Specific association of human telomerase activity with immortal cells and cancer. Science. 1994;266:2011-5.
15. Hanahan D, Weinberg RA. The hallmarks of cancer. Cell. 2000;100(1):57-70.
16. Svenson U, Roos G. Telomere length as a biological marker in malignancy. Biochim Biophys Acta. 2009;1792(4):317-23.
17. Harley CB. Telomerase and cancer therapeutics. Nat Rev Cancer. 2008;8(3);167-79.
KUVAT
Figur 1. Fluorescent in situ-hybridisering (FISH) av normala celler i metafas och interfas. Signalstyrkan är proportionell mot telomerlängden. FISH-preparation: Sofie Degerman, institutionen för medicinsk biovetenskap, Umeå universitet, och Katarina Nordfjäll, ST-läkare, Öster­sunds sjukhus.

Figur 2. Normala celler förlorar sina telomerer, och maligna, telomeraspositiva celler behåller sina telomerer för varje celldelning. Utan telomeras förkortas kromosomen varje gång cellen delar sig. Slutligen bryts den ner. Telomeras förlänger telomeren och säkerställer därmed att kromosomen inte blir kortare. Grafik: Annika Röhl/Nobelkommittén för fysiologi eller medicin
http://www.lakartidningen.se/store/images/9/9508/large/Fig2ny.jpg

Figur 3. Principskiss av hur telomeras förlänger telomerer. Angiven DNA-sekvens för telomeren avser Tetrahymena. Enzymet telomeras arbetar på kromosomens ände; det består av ett protein och en RNA-sekvens. RNA-delen är mall när telomer-DNA bildas i änden på kromosomen. Grafik: Annika Röhl/Nobelkommittén för fysiologi eller medicin
http://www.lakartidningen.se/store/images/9/9509/large/Fig3ny.jpg