Browsing by Author "Salumets, Andres, juhendaja"

Now showing 1 - 20 of 22

Advances in microarray-based copy number variation discovery and phenotypic associations
(2024-05-10) Jõeloo, Maarja; Mägi, Reedik, juhendaja; Metspalu, Andres, juhendaja; Salumets, Andres, juhendaja; Morris, Andrew P., juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Bioloogiatunnist teame, et igal inimesel on kogu DNAst kaks koopiat – üks emalt, teine isalt. Uurides genoomi lähemalt, võib aga mitmete DNA piirkondade puhul näha sellest reeglist kõrvalekaldeid. Neid põhjustavad muutused inimese genoomis, mille tulemusena on mingi DNA piirkond kadunud või mitmekordistunud, ning mida nimetatakse DNA koopiaarvu variatsioonideks (ingl. k. copy number variation ehk CNV). Algselt seostati CNVsid eelkõige raskekujuliste arenguhäiretega, kuid nüüdseks on teada, et CNV piirkondi leidub kõigi inimeste DNAs. Sellest hoolimata on CNVde mõju inimese terviseriskidele hinnatud märkimisväärseks. Et nende efekti paremini kaardistada, oleme oma töös keskendunud CNVde analüüsimetoodika arendamisele ning CNVde ja haiguste ning muude meditsiiniliselt oluliste tunnuste vaheliste seoste tuvastamisele. CNV piirkondade määramine on arvutuslikult keerukas ning valepositiivsete leidude osakaal on suur. Et hinnata iga leitud CNV piirkonna usaldusväärsust, lõime kvaliteedimudeli, mille kasutamine suurendas oluliselt CNVde ning huvipakkuvate tunnuste vaheliste seoste tuvastamise võimekust. Ülejäänud töös keskendusimegi selliste seoste leidmisele. Koostöös erinevate andmekogude ja biopankadega tuvastasime kokku mitusada seost CNVde ning mitmete haiguste ja muude tunnuste vahel. Nägime, et tihti on üks CNV seotud mitmete väga erinevate haiguste või tunnustega. Ühte sellist, inimese 16. kromosoomis paiknevat CNVd, mida oli varasemalt seostatud autismi, skisofreenia, pea ümbermõõdu, ja kehamassiindeksiga, seostasime lausa 38 erineva tunnusega, sealhulgas puberteedi alguse vanusega. Piirkonda lähemalt uurides leidsime sealt kaks geeni, millele ennustasime põhjuslikku mõju puberteedieale. Kokkuvõttes parendab meie töö CNVde määramise metoodikat ning kaardistab uusi haiguste ja muude tunnustega seotud CNVsid ning nendes paiknevaid põhjuslikke geene. Nende analüüsidega astume sammu lähemale huvipakkuvate tunnuste geneetilise tagapõhja täielikule määramisele.
Characterization of follicular fluid-derived extracellular vesicles and their contribution to periconception environment
(2022-09-19) Hasan, Mohammad Mehedi; Fazeli, Alireza, juhendaja; Jaakma, Ülle, juhendaja; Salumets, Andres, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Viljatuse levimus on tänapäeval üheks suurimaks murekohaks. Maailma Terviseorganisatsiooni prognooside kohaselt on viljatus 21. sajandil suuruselt kolmas ülemaailmne terviseprobleem, mis jääb alla ainult vähi ja südame-veresoonkonna haigustele. Abistav reproduktiivtehnoloogia (Assisted Reproductive Technology - ART), sealhulgas in vitro viljastamine, on oluline terapeutiline meetod viljatuse ravis. ART edukuse määr ei ole aga endiselt piisavalt kõrgel tasemel ning on veel palju arenguruumi meetodi tõhusamaks muutmisel. Üks peamisi põhjuseid võib olla sugurakkude kvaliteedi tõstmise ebaõnnestumine ning ka ebasobiv implatatsioonieelne keskkond. Viimastel aastatel on EV-sid (membraaniga ümbritsetud nanosuuruses osakesed) üha enam tunnustatud kui alternatiivset rakkudevahelise suhtluse viisi. Mitmed uuringud on näidanud, et EV-sid on eraldatud peaaegu kõigist bioloogilistest vedelikest, sealhulgas follikulaarvedelikust (FF). FF-st pärinevad EV-d on olulised munarakkude küpsemiseks, viljastamiseks ja embrüo arenguks ning EVd on ka potentsiaalsed patofüsioloogiliste seisundite biomarkerid. Antud projektis uurisime FF EV-de rolli munajuha geeniekspressiooni reguleerimisel ning nende mõju spermatosoidide elutähtsatele funktsioonidele. Lisaks uurisime ka EV kaasas kantavate komponentide muutuseid polütsüstiliste munasarjade sündroomi (PCOS) patsientide FF EV-des võrreldes tervete inimestega. Meie esimene uuring näitas, et veiste FF ja FF EV-d muudavad veiste munajuhade epiteelirakkude geeniekspressiooni, mis võib kaasa aidata implantatsiooni eelse mikrokeskkonna, viljastamise ja embrüo varajase arengu ettevalmistamisele. Samamoodi näitas meie teine uuring, et veiste FF EV-d parendavad veiste spermatosoidide funktsionaalseid omadusi, eriti elujõulisust, kapatsitatsiooni ja akrosoomireaktsiooni. Lõpuks näitas meie kolmas uuring EV kaasas kantavate komponentide muutuseid erinevates patofüsioloogilistes seisundites (võrreldi PCOS patsiente ja viljakaid naisi) ja nende panust munasarjade signaali häiretesse. MiRNA-de analüüs näitas, et PCOS-i naistelt saadud FF EV-d kannavad tervete naistega võrreldes erinevaid miRNA-sid. Meie tulemused kinnitasid ka PCOS-i naiste puhul uudse FF EV-dest tuletatud miRNA, mida võiks kasutada PCOS-i diagnoosimise potentsiaalse biomarkerina. Kokkuvõtteks kinnitasid meie uuringute üldised leiud EV-de olemasolu FF-is ja nende mõju spermatosoididele ja munajuhade geeniekspressioonile ning erinevusi FF EV-de kaasas kantavates komponentides PCOS-i patsientide ja tervete naiste puhul.
Characterization of the maternal reproductive tract and spermatozoa communication during periconception period via extracellular vesicles
(2023-07-17) Reshi, Qurat Ul Ain; Fazeli, Alireza, juhendaja; Jaakma, Ülle, juhendaja; Salumets, Andres, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Naiste viljatus võib olla tingitud mitmetest teguritest, mida laialdaselt jagatakse eostamiseelseteks ja -järgseteks probleemideks. Munajuha mängib võtmerolli eostamiseelse keskkonna loomisel, millel on osa sugurakkude edukal transpordil, meessugurakkude küpsemisel, viljastumisel ja varajases embrüoarengus. Olgugi, et mitmed olulised sündmused edukaks raseduseks leiavad aset munajuhas, on teave munajuha eostamiseelsest miljööst puudulik. Hoolimata, et tehtud on märkimisväärseid edusamme kunstliku viljastamise tehnoloogias (ART) alates sellest, kui teostati esimene edukas rasedus in vitro viljastamisega (IVF) 1978 aastal, ei ole ART-i abil rasestumine alati garanteeritud ja paljud paarid peavad lapse saamiseks läbima mitu kuntsliku viljastamise ravikuuri. Lisaks ligikaudu 30% paaridest, kellel on diagnoositud viljatus. Mitmed uuringud on kirjeldanud spermatosoidide mõjust munajuha genoomse ja proteoomilsele profiilile. Nende muutuste tekkimiseks on vaja sobilikku täpset rakkudevahelist suhtlust, mille üheks viisiks on rakkudel kasutada sõnumitoojatena ekstratsellulaarseid ehk rakkudevahelisi vesiikuleid (EV). Munajuha epiteelrakkude EV-d mängivad olulist rolli spermatosoidide liikuvuse, elujõulisuse ja transpordi toetamisel. Omakorda munajuha transkriptoomi mõjutavad follikulaarse vedeliku (FF) EV-d, mis satuvad munajuhasse munaraku vabanemisel folliikulist. Sellest järeldub, et eksisteerib kahepoolne dialoog spermatosoidide ja munajuha ning EV-de vahel, mis võib mängida olulist rolli rakkudevahelises suhtluses. Selles projektis uuriti spermatosoidide ja munajuha epiteelrakkude võimet suhelda ja muuta munajuha geeniekspressiooni ilma otsekontaktita. Edasi uuriti milliseid munajuha EV-de sisu muutusi põhjustasid spermatosoidid. Lisaks analüüsiti FF EV-de erinevate kontsentratsioonide mõju spermatosoidide elutähtsatele funktsioonidele nagu elujõulisus, kapatsitatsiooni ja akrosomaalne reaktsioon. Kõrvalekalded normaalsest spermatosoidide, munajuha ja FF ning nende EV-de suhtluses võib olla üks viljatuse põhjus. Sellise suhtluse edasised uuringud on vajalikud, pakkudes potentsiaalselt võimalust leida aspekte tõstmaks ART-põhist viljatusravi tõhusust, eriti tuvastamata põhjusega viljatuse korral.
Developing computational methods and workflows for targeted and whole-genome sequencing based non-invasive prenatal testing
(2022-05-06) Teder, Hindrek; Palta, Priit, juhendaja; Krjutškov, Kaarel, juhendaja; Salumets, Andres, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Loote sõeluuring võimaldab avastada lootel esinevaid arenguhäireid ja sagedasemaid kromosoomhaiguseid, nagu näiteks Down’i, Edwards’i ja Patau sündroom. Varajane teave lootel esineva kromosoomhaiguse kohta võimaldab langetada informeeritud otsust raseduse jätkamise osas ning aitab tulevasi vanemaid paremini ette valmistada. Tavapärane loote sõeluuring sisaldab loote ultraheli uuringut ja vereseerumi analüüsi, mille abil tuvastatakse enamik kromosoomhaigusega loodetest. Lõpliku diagnoosi saamiseks suunatakse kõrge riski saanud patsient edasi invasiivsele protseduurile. Eelnimetatud sõeluuringute puuduseks on arvestatav valepositiivsete hulk, mistõttu enamik positiivse testitulemuse saanud patsientidest kannab täiesti tervet loodet. Sõeluuringule järgnev invasiivne protseduur on neil juhtudel ebavajalik, põhjustab rasedatele asjatut stressi ning sellega võib kaasneda suurenenud oht raseduse katkemiseks. Antud doktoritöö keskseks teemaks on mitte-invasiivne sünnieelne testimine (NIPT), mis põhineb ema veres leiduva loote päritolu rakuvaba DNA analüüsil. Võrreldes eelmainitud traditsionaalsete sõeluuringu meetoditega, on NIPT oluliselt sensitiivsem ja spetsiifilisem sagedamini esinevate kromosoomihäirete avastamiseks. Doktoritöö raames arendati välja TAC-seq põhine analüüsi töövoog, mida rakendati 21. kromosoom trisoomia tuvastamiseks. Lisaks töötati välja NIPT analüüsiraamistik, mis kasutab erinevaid masinõppe metoodikaid loote trisoomia määramiseks rakuvaba DNA-st. Niisamuti viidi Eesti rasedate kohordil läbi NIPT metoodika validatsiooni uuring, milles rakendati ülegenoomsel sekveneerimisel põhinevat töövoogu sagedamate loote kromosoomihäirete määramiseks. Üldiselt on nii suunatud kui ka ülegenoomsel NIPT meetoditel muutnud rasedate sõeluuring varasemast veel täpsemaks. Kui suunatud sekveneerimise suureks eeliseks on kulutõhusus, siis ülegenoomne lähenemine tuvastab valimatult kõikvõimalikke geneetilisi aberratsioone üle kogu genoomi.
Extracellular vesicle mediated embryo-maternal communication – a tool for evaluating functional competency of pre-implantation embryos
(2022-05-06) Godakumara, Kasun; Fazeli, Alireza, juhendaja; Jaakma, Ülle, juhendaja; Salumets, Andres, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Viljatus on ülemaailmne probleem, mis vaevab hinnanguliselt 15% paaridest. Viljatuse raviks kasutatakse kunstliku viljastamist, mis aitab mitmetel paaridel rasestuda. Abistatud reprodiuktiivtehnoloogia metoodikate valik on mitmekesine, kuid kõige kasutatavam on in vitro viljastamine (IVF). Alates 1970-ndatest on abistatud reproduktsioonitehnoloogia märgatavalt arenenud ja aidanud ilmale tuua miljoneid lapsi. Sellest hoolimata on IVF-i edukus alla 40%. Edutu implantatsioon on ebaõnnestunud embrüo siirdamise peamine põhjus 2/3 juhtudest. Nidatsioon on inimese paljunemise üks olulisemaid etappe, kus embrüo kinnitub endomeetriumi. Selleks peab aga endomeetriumis toimuma mitmed muutused. Üheks endomeetriumi muutuste vallandajaks peetakse embrüo ja endomeetriumi vahelist suhtlust. Mitmete rakkudevaheliste suhtluste meetodite hulgas on rakuvälised ehk ekstratsellulaarsed vesiikulid (EV) üks olulisim transportmehhanism. EV on nanoosakesed, mis sisaldavad mitmeid bioloogiliselt aktiivseid molekule. Neid molekule viivad EV ühest rakust teise. Doktoritöös uuriti inimese ja veise embrüonaalse RNA, peamiselt mittekodeeriva RNA, ülekandumist endomeetriumi rakkudelt eralduvatest EV-dest. Embrüo RNA märgistamisega kinnitati, et embrüonaalne RNA kandub endomeetriumi rakkudesse. Selline rakkudevaheline suhtlus muutis endomeetriumi rakkude vastuvõtlikkust embrüo implantatsiooniks, millega tõestati et embrüo EV võivad märkimisväärselt muuta endomeetriumi rakkude talitlust nii inimesel kui ka veisel. Kunstlikus viljastamises on üha populaarsem siirata vaid üks parima kvaliteediga embrüo, kuid hindamismeetodid embrüo valimiseks on puudulikud. Antud doktoritöös leiti, et endomeetriumi rakkudes (eriti endomeetriumi transkriptoomis) toimunud muutused olid seoses embrüo kvaliteediga. Seda tulemust embrüo-emaka suhtluses saab teoreetiliselt kvantifitseerida ja kasutada mitteinvasiivse meetodina hindamaks embrüo kvaliteedi, mis parendaks viljatuse ravi edukust ja vähendaks patsientide kannatusi.
Histoonseoseliste piirkondade tuvastamine koduveise (Bos taurus) seemnerakkude kromatiinis ning seemneraku pinnavalkude valideerimine
(Tartu Ülikool, 2015-09-01) Sillaste, Gerly; Salumets, Andres, juhendaja; Meier, Riho, juhendaja; Viltrop, Triin, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Molekulaar- ja rakubioloogia instituut
Imprintingu kandidaatgeenide RHOBTB3 ja PAPPA2 ekspressioon platsentas
(Tartu Ülikool, 2014-06-16) Koskar, Julia; Salumets, Andres, juhendaja; Kärner, Martin, juhendaja; Viltrop, Triin, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Molekulaar- ja rakubioloogia instituut
Integriinide modifitseerimine trofoblastide poolt sekreteeritud mikrovesiikulites ning tetraspaniin CD63 ja CFP liitvalgu saamine
(Tartu Ülikool, 2015) Stepanjuk, Artjom; Ingerpuu, Sulev, juhendaja; Salumets, Andres, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Molekulaar- ja rakubioloogia instituut
Läbivoolu tsütomeetrial põhinevate seemnerakkude analüüsimeetodite tähtsus lastetuse ravi tulemuste prognoosimisel
(2006) Mölter, Triin; Salumets, Andres, juhendaja; Maimets, Toivo, juhendaja
Mining biomarkers for infertility-associated conditions. Studies on polycystic ovary syndrome and recurrent implantation failure through microbiome and AI-based approaches
(2024-08-30) Lee, Seungbaek; Piltonen, Terhi, juhendaja; Arffman, Riikka K., juhendaja; Salumets, Andres, juhendaja; Elin Org, juhendaja; University of Oulu. Faculty of Medicine; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Naiste viljatuse esinemissagedus on viimastel aastakümnetel suurenenud. Reproduktiivsed häired, nagu polütsüstiline munasarjade sündroom (PCOS) ja korduvad implanteerimise ebaõnnestumised (RIF), on olulised naise viljatuse põhjustajad. Varasemad uuringud on näidatud, et nii PCOS kui ka RIF patsientide endomeetriumi immuunprofiil on muutunud, mis võib aidata kaasa endomeetriumi talitluse häiretele ja viljatuse kujunemisele. Lisaks on nende seisundite puhul täheldatud ka reproduktiivse trakti ja/või soolestiku mikrobioomi muutuseid, mis võivad mõjutada patsiendi üldist tervist ja tema viljakust. Käesolevas doktoritöös uuriti reproduktiivse trakti mikrobioomi, sealhulgas vaginaalseid ja endomeetriumi proove, et iseloomustada mikroobide kooslust menstruaaltsükli erinevates faasides PCOS-i diagnoosiga naistel ja tuvastada PCOS-iga seotud mikroobide profiil. Seejärel analüüsisime PCOS diagnoosiga naiste soolestiku mikrobioomi ja selle seost patsientidel esinevate meeleoluhäiretega. Viimase teemana arendati välja tehisintellektil (AI) baseeruv mudel, mis aitab anda histoloogilist hinnangut PCOS-i ja RIF diagnoosiga naiste endomeetriumi koe proovidele. AI-mudeliga uuriti menstruaaltsükli faasist sõltuvaid muutusi endomeetriumi näärmete proportsioonides ja põletikulises seisundis, mida iseloomustas CD138 positiivsete plasmarakkude esinemine. Väitekirjas läbi viidud uuringud näitasid, et endomeetriumi mikrobioomi alfa mitmekesisus oli oluliselt suurem PCOS-iga naistel varases sekretsioonifaasis võrreldes naistega, kellel PCOS-i ei olnud. Lisaks tuvastati kolm bakteritaksonit, mille sagedused olid oluliselt erinevad PCOS-i diagnoosiga naistel. Lisaks varieerus soolestiku mikrobioom PCOS-ga naistel sõltuvalt nendel esinevast meeleoluhäirete diagnoosist ning spetsiifilised bakterid korreleerusid nii PCOS-i kui ka meeleoluhäirete ühiste kliiniliste tunnustega. Viimaks näitas AI analüüs PCOS naistel muutusi CD138+ rakkude proportsioonis. Samas ei mõjutanud endomeetriumi retseptiivsus RIF patsientidel endomeetriumi koe epiteeli näärmete arengut ega CD138+ rakkude esinemist. Tulemused sillutavad teed tulevastele uuringutele reproduktiivse trakti mikrobioomi ja viljatuse omavaheliste seoste kohta PCOS ja RIF patsientidel ning rõhutavad soolestiku mikrobioomi muutuste võimalikku rolli PCOS diagnoosiga naistel esinevate meeleoluhäirete tekkes. Lisaks näitavad tulemused, et AI võiks olla kliinilises praktikas kasutuses põletikuliste seisundite tuvastamisel emaka koes ja antud meetod on paljulubav endomeetriumi funktsionaalsete häirete tõhusamateks teadusuuringuteks.
Molecular and cellular determinants of healthy receptive and aged endometrium
(2024-11-08) Loid, Marina; Salumets, Andres, juhendaja; Krjutškov, Kaarel, juhendaja; Zamani Esteki, Masoud, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Viljatus puudutab hinnanguliselt 15% kõigist paaridest, avaldades olulist mõju nende elukvaliteedile. Maailmas, kus inimkond vananeb ja lapsesaamise iga on pidevas tõusutrendis, on vanusega seotud viljatus oluline meditsiiniline probleem. Kehavälise viljastamise (IVF) kiire areng koos sugurakkude ja embrüote külmutamise tehnoloogiatega on võimaldanud laste saamist kuni 50-te eluaastateni. Selleks, et hinnata hormoonasendusravi edukust ja valida optimaalne päev embrüo siirdamiseks, kasutatakse endomeetriumi vastuvõtlikkuse ehk retseptiivsuse testimist ultraheli, histoloogiliste ja molekulaarsete markerite abil. Varasemad uuringud on näidanud et molekulaarsete retseptiivsuse testide kliiniline tulemuslikkus kõigub suurtes piirides. Lisaks on üle 40-aastaste naiste seas IVF edukus madalam isegi kasutades nooremate naiste doonormunarakke või siirdamiseelset embrüote geneetilist testimist. Käesoleva töö eesmärkideks oli: 1) uurida, kuidas endomeetriumi rakuline koostis muutub menstruaaltsükli jooksul ja kuidas see mõjutab endomeetriumi koe geeniekspressiooni profiili; 2) leida endomeetriumi markereid naise verest ja uurida vanuse mõju koe geeniekspressioonile, ning 3) hinnata vanuse mõju endomeetriumi geeniekspressioonile. Koe geeniekspressiooni profiili uudne bioinformaatiline analüüs (dekonvolutsioon) tuvastas rakulisi muutusi luteaalfaasi endomeetriumis ja võimaldas kohandada endomeetriumi testimiseks kasutatavate RNA markerite profiili. Kuigi vereproovist ei leitud potentsiaalseid miRNA markereid, tuvastasime endomeetriumist retseptiivsuse seisukohast olulised uued endomeetriumi regulatoorsed RNA molekulid. Vanemate naiste endomeetriumi geeniekspressioon näitas rakuvananemise markeri p16 kõrgemat ekspressiooni epiteelis, ning dekonvolutsioon näitas haruldase epiteeli rakupopulatsiooni (ripsrakud) oluliselt kõrgemat proportsiooni, mis võib olla tingitud hormoonitundlikkuse langusest. Kokkuvõtvalt annavad käesoleva töö tulemused mõista, et endomeetriumi testimiseks kasutatavad transkriptoomitestid peavad võtma arvesse rakulise koosluse muutusi, ning vanemate naiste viljatusravi edukust saab parandada ning muuta ohutumaks kasutades vananeva endomeetriumi molekulaarseid ja rakulisi markereid.
Molecular Profiling of Endometriotic Lesions and Endometria of Endometriosis Patients
(2016-04-15) Saare, Merli; Salumets, Andres, juhendaja; Peters, Maire, juhendaja; Karro, Helle, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond.
Endometrioos on tõsine günekoloogiline haigus, mida iseloomustab emaka limaskesta ehk endomeetriumi koe kasvamine kolletena väljaspool emakaõõnt. Vaatamata intensiivsetele uuringutele on siiani ebaselge, miks endometrioosikolded moodustavad ja millised on need molekulaarsed muutused, mis haiguse kujunemisele kaasa aitavad. Endometrioosi tekkemehhanismide väljaselgitamist on oluliselt hõlbustanud mikrokiibi- ja sekveneerimistehnoloogiate kiire areng, mis võimaldavad ülevaatlikult kirjeldada molekulaarseid muutuseid endometrioosikolletes ja endomeetriumis. Varasemad suure läbilaskevõimega tehnoloogiatel põhinevad endometrioosi uuringud on paraku jõudnud vastukäivate tulemusteni, mis viitab suure tõenäosusega erinevustele katsete disainis ja seetõttu on väga oluline juba uuringut planeerides pöörata tähelepanu võimalikele kitsaskohtadele. Antud töö eesmärgiks oli leida endometrioosi kujunemist mõjutavaid geneetilisi, epigeneetilisi ja mikroRNAde tasemete muutuseid nii endometrioosikolletes kui ka endomeetriumis, kasutades selleks hoolikalt valitud katseskeemi ja mikrokiipidel ning süvasekveneerimisel põhinevaid tehnoloogiaid. Töö tulemuste põhjal võime järeldada, et kromosomaalsed ümberkorraldused endometrioosikolletes ja endomeetriumis ning muutused endomeetriumi DNA metülatsioonimustris ei ole endometrioosi kujunemise esmasteks põhjusteks. Leidsime viis endometrioosikolletes kõrgelt ekspresseeritud mikroRNAd, mille taseme määramine võimaldab ilma histoloogiliste uuringuteta koldeid tuvastada. See uuring tõi välja ka uuringudisaini olulisuse, näidates et kollete mikroRNA tasemete määramiseks tuleb arvesse võtta kollet ümbritseva koe normaalset mikroRNA profiili. Samuti näitasime, et menstruaaltükli jooksul toimuvad endomeetriumi DNA metülatsioonimustris olulised muutused, mida tuleb haigusseoseliste markerite otsimisel kindlasti arvestada.
Peptide-based drug carriers and preclinical nanomedicine applications for endometriosis treatment
(2023-04-13) Kiisholts, Kristina; Langel, Ülo, juhendaja; Kurrikoff, Kaido, juhendaja; Salumets, Andres, juhendaja; Teesalu, Tambet, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Endometrioos on sage günekoloogiline haigus, mis esineb kuni 10% viljakas eas naistest. Haigust iseloomustavad väljaspool emakat kasvavad endomeetriumi ehk emaka sisemise limaskesta kolded, mis tekitavad patsientidel kroonilist kõhuvalu ja sageli ka viljatust. Kasutusel olevad endometrioosi ravi- ja diagnostikavõimalused on piiratud. Tihti ei oma farmakoloogiline ravi pikaajalist efekti ning süsteemse manustamise tõttu põhjustab see kõrvaltoimeid. Seetõttu on vajalik uute endometrioosi ravistrateegiate väljatöötamine. Paljud potentsiaalsed ravi-sihtmärgid asuvad aga tegelikkuses haiguskoldes rakkude sees. Seetõttu on mitmete haiguste puhul suurimaks väljakutseks see, et ravimid peavad kohale jõudma oma rakusiseste sihtmärk-molekulideni. Sellest tulenevalt oli antud töö eesmärgiks välja töötada või uuskasutada peptiididel põhinevaid ravimkandjaid nanomeditsiini rakenduste jaoks, keskendudes põhiliselt endometrioosile. Alustuseks kasutati geeniekspressiooni reguleerivate lühikeste interfereeruvate RNAde (siRNA) transpordiks rakku sisenevaid peptiide ehk süstikpeptiide. Esmalt disainiti seeria uusi peptiide, mis reageerivad keskkonna füüsilistele parameetritele ja suudavad efektiivselt siRNAd rakkudesse sisse viia nii in vitro kui ka in vivo tingimustes. Teiseks testiti süstikpeptiid/siRNA nanopartiklite ravimpotentsiaali vähi ja endometrioosi eelkliinilistes rakukultuuri mudelites. Olenemata süstikpeptiidide kõrgest rakku sisenemise efektiivsusest ei oma nad koespetsiifilisust ja see võib süsteemse in vivo manustamise korral viia ravimite ebaspetsiifilise tervetesse kudedesse akumuleerumiseni. Seega uuriti viimase töö sammuna sihtmärk-kude spetsiifiliselt äratundvate peptiidide ehk kullerpeptiidide kasutusvõimalusi. Kõige edukamaks peptiidiks endometrioosi puhul osutus PL1 kullerpeptiid, millega kaetud hõbe-nanopartiklid näitasid spetsiifilist kuhjumist 2D ja 3D rakukultuurides ja seondumist kliinilistele endometrioosi koeproovidele. Kokkuvõtvalt näitasid antud doktoritöö tulemused süstikpeptiid/siRNA nanopartiklite abil kahe haiguskudede kasvu ja progresseerumist mõjutava geeni mahasurumise sobivust endometrioosi raviks. Kombineerides nanopartikleid hormonaalse ravimiga, suurenes raviefekt veelgi. Lisaks eelnevale näitasid PL1-kaetud nanopartiklid suurt potentsiaali endometrioosi koespetsiifiliste ravimite ja diagnostikameetodite väljatöötamiseks. Kõike arvesse võttes pakuvad käesoleva doktoritöö tulemused välja mitu siirdemeditsiinilise väärtusega peptiididel põhinevat nanomeditsiini rakendust endometrioosi raviks.
Preimplantation embryo-derived extracellular vesicles: potential as an embryo quality marker and their role during the embryo-maternal communication
(2022-01-31) Dissanayake, Keerthie; Fazeli, Alireza, juhendaja; Jaakma, Ülle, juhendaja; Salumets, Andres, juhendaja; Kõks, Sulev, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Viljatus on globaalne rahvatervise probleem, mis mõjutab miljoneid inimesi. Abistav reproduktiivtehnoloogia, sealhulgas in vitro viljastamine, on aidanud mitmeid viljatuid inimesi. Küll on sellel metoodikal üheks kitsaskohaks implantatsiooni ebaõnnestumine isegi morfoloogiliselt parimate embrüotega. Seetõttu toimuvad jätkuvalt uuringud tuvastamaks paremaid meetodeid, mis hindavad embrüo kvaliteeti ja ennustavad siirdamise edukust, olles peamiselt embrüokasvusöötme baasil. Rakuvälised ehk ekstratsellulaarsed vesiikulid (EV) on membraaniga ümbritsetud nanoosakesed, mida toodavad peaaegu kõik rakutüübid erinevates füsioloogilistes ja patoloogilistes konditsioonides. Nende kaudu toimub rakuvaheline suhtlus. Mitmed uuringud, eriti vähi korral, on uurinud EVde potentsiaali biomarkerina ja ravimkandursüsteemina. Antud doktoritöö uuris implantatsiooni-eelse perioodi embrüost vabanenud EVde potentsiaali embrüokvaliteedi markerina ja embrüo-emaka suhtluse vahendajana. Katsed viidi läbi kasutades veise-embrüoid ja inimrakukultuuride põhiseid eksperimentaalmudeleid. Esimene uuring tõestas, et individuaalselt kasvatatud implantatsiooni-eelse perioodi veise-embrüod eritavad EVsid kasvusöötmesse ning nende kontsentratsiooni- ja suurusprofiil sõltub embrüo kvaliteedist ja arengustaadiumist. Järgnevalt katsetati munajuharakkudel implantatsiooni-eelse perioodi embrüost pärit EVde funktsionaalsust. Katse käigus selgus, et EVd kõrge kvaliteediga embrüotest muutsid munajuharakkude geeniekspressiooni, mida aga ei teinud halva kvaliteediga embrüote EVd. Suurenenud ekspressiooniga geenide hulgas olid mitmed interferoon-τ raja interferooni stimuleerivad geenid. Interferoon-τ peetakse mäletsejaliste tiinuse tuvastusmolekuliks. See leid viitab, et munajuha tunneb ära kvaliteetse embrüo. Viimaseks uuriti embrüo EVde funktsionaalsuse spetsiifilisust. Leiti, et endomeetrium reageerib vaid embrüo päritolu EVdele. Uuringute käigus tuvastati embrüost vabanenud EVde potentsiaal ja spetsiifilisus embrüokvaliteedi biomarkerina.
The putative role of microRNAs in endometriosis pathogenesis and potential in diagnostics
(2019-07-04) Rekker, Kadri; Peters, Maire, juhendaja; Salumets, Andres, juhendaja; Karro, Helle, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Endometrioos on sage günekoloogiline haigus, mille korral emaka limaskest ehk endomeetrium kasvab kolletena väljaspool emakaõõnt. Haigusega kaasnevad sageli tugevad kõhuvalud ja viljatus. Vaatamata ulatuslikele uuringutele on endiselt ebaselge, miks mõnel naisel endomeetriumi rakud vales asukohas püsima jäävad ja kasvama hakkavad. Probleemiks on ka endometrioosi diagnoosimise piiratud võimalused, mistõttu ainus viis haiguse lõplikuks kindlakstegemiseks on invasiivne operatsioon. Viimasel ajal on uute endometrioosi patogeneesi kandidaatmarkeritena pakutud välja mikroRNA-sid (miRNA-d). miRNA-d on lühikesed RNA molekulid, mis reguleerivad geeniekspressiooni nii normaalsete kui ka patoloogiliste seisundite, muu hulgas endometrioosi korral. miRNA-sid on võimalik tuvastada ka kehavedelikest, mis teeb neist potentsiaalsed biomarkeri kandidaadid haiguse diagnoosimiseks. Minu uuringute eesmärgiks oligi välja selgitada miRNA-de võimalikke rolle endometrioosi patogeneesis ja hinnata spetsiifiliste vereplasma miRNA-de sobivust endometrioosi biomarkeritena. Näitasime, et vereplasma miRNA-de tase ei ole naistel mõjutatud menstruaaltsüklist ja kindlad vereplasma miRNA-d võimaldavad eristada endometrioosiga naisi patsientidest, kellel haigust ei esine. Samas avastasime, et haigusest mittesõltuvad tegurid, nagu ööpäevarütm ja individuaalne varieeruvus mõjutavad miRNA tasemeid sellisel määral, et nende võimekus endometrioosi kliiniliste biomarkeritena on vähene. Lisaks võimaldas uuringu uudne lähenemine, kus kasutasime miRNA tasemete tuvastamiseks endometrioosi kolletes kindlat rakupopulatsiooni terve koe asemel, välja pakkuda võimalikke mehhanisme, mis viivad endometrioosiga kaasneva valu ja viljatuse tekkeni.
The role of proteomic changes in endometrial cells – from the perspective of fertility and endometriosis
(2020-05-08) Kasvandik, Sergo; Salumets, Andres, juhendaja; Peters, Maire, juhendaja; Peil, Lauri, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
DNA ja RNA-põhiste meetodite kasutamine on reproduktiivmeditsiini arengut märkimisväärselt mõjutanud, suurendades arusaamist haiguste pärilikest tagamaadest ja tuues kliinilisse praktikasse uusi diagnostilisi meetodeid. Geenide peamiseks funktsionaalseks väljundiks on aga valgud ning nende uurimine on ainus viis haiguslikest protsessidest vahetu ja detailsema pildi saamiseks. Seda enam, et esmase geeniekspressiooni seos valkude tasemetega rakkudes, kudedes ja kehavedelikes on tihtilugu piiratud. Valkude uurimiseks kasutatav massispektromeetrial põhinev proteoomika on kiirelt arenev teadusharu, mis võimaldab bioloogilisest materjalist, st. nii kudedest, rakkudest kui kehavedelikest kõrge tundlikkusega määrata nende valgulist koostist ehk proteoomi. Antud uurimistöö eesmärgiks oligi rakendada kaasaegseid massispektromeetria-põhiseid proteoomika meetodeid, et leida täpsemaid vastuseid naiste reproduktiivtervisega seotud probleemide molekulaarsete mehhanismide selgitamiseks ja välja pakkuda uusi markerikandidaate diagnostikaks. Täpsemalt keskendus meie töö endometrioosile ja kehavälise viljastamise (IVF) efektiivsusega seotud biomarkerite otsingule. Meie tööst selgus, et endometrioosi korral on haiguskolde rakkudes toimunud mitmeid muutusi, mis sarnanevad vähi- ja tüvirakkudes kirjeldatud ainevahetuslike kohastumustega. Meie tulemused näitavad, et endometrioosikolde rakud kasutavad sõltumata hapniku juuresolust suurenenud määral anaeroobset ainevahetust. Samuti on kolderakkudes muutunud valkude avaldumine, mis on seotud rakkude levimise ja ellujäämisega. Meie tulemused pakuvad küll välja potentsiaalseid sihtmärk-valke haiguskulu mõjutamiseks, kuid rõhutavad ka vajadust edasisteks uuringuteks suuremates kohortides. Töö teises osas uurisime emakaõõne sekreedi valke, et leida biomarkereid kehavälise viljastamise optimeerimiseks. Selle töö tulemusena leidsime, et emakaõõne sekreet sisaldab valke, mida on võimalik rakendada embrüosiirdamise efektiivsemaks ajastamiseks. Samuti viitavad meie tulemused, et naistel, kellel on IVF korduvalt ebaõnnestunud, esineb häireid emaka limaskesta vastuvõtlikkuses embrüotele ehk retseptiivsuses. Leitud valguliste biomarkerite paneeli on võimalik arendada diagnostiliseks testiks, mis tõstaks IVFi tõhusust ja aitaks paremini tuvastada retseptiivsushäirega naisi.
The impact of endometriosis and physical activity on female reproduction
(2022-08-29) Sõritsa, Deniss; Salumets, Andres, juhendaja; Karro, Helle, juhendaja; Matt, Kadri, juhendaja; Peters, Maire, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Tänapäeval on viljatus reproduktiiveas inimeste hulgas tavaline probleem. Aina enam naisi lükkab laste saamist edasi, kuna esmalt soovitakse saavutada majanduslik kindlustatus, paraku väheneb vanusega munarakkude arv ja tõuseb viljatuse risk. Ka günekoloogilised haigused, nagu endometrioos suurendavad viljatuse tekke tõenäosust. Ei ole teada, kuidas täpselt endometrioos viljatust põhjustab ja endometrioosiga seotud viljatuse ravi on keeruline, koosnedes peamiselt kirurgilisest ravist, hormonaalsest ravist või nende kombinatsioonist ning sageli on vajalik kasutada ka in vitro viljastamise (IVF) protseduuri. Uute endometrioosi diagnoosimise- ja ravivõimaluste leidmist takistavad ka ebapiisavad teadmised selle haiguse patogeneesi molekulaarsetest mehhanismidest. Viljatuse ravi edukus IVF abil oleneb nii viljatuse põhjusest, partnerite vanusest, sugurakkude ja embrüote kvaliteedist, endomeetriumi retseptiivsusest kui ka valitud raviskeemi sobivusest. Viljatusravi tulemust võivad mõjutada ka elustiilifaktorid, näiteks füüsiline aktiivsus. Antud doktoritöös uuriti endometrioosi erinevate raviskeemide ja füüsilise aktiivsuse mõju IVF ravi edukusele viljatusravi läbivatel patsientidel, ning hinnati endomeetriumi retseptiivsust ja molekulaarsete muutuste ulatust endometrioosi korral. Uuringus leiti, et naised vähendavad oluliselt oma füüsilist aktiivsust kunstliku viljastamise ajal. Füüsilise aktiivsuse määr ei olnud küll seotud rasestumisega edukusega, aga füüsiliselt aktiivsematel naistel õnnestus munasarjade stimulatsiooni järgselt saada rohkem munarakke ja embrüoid võrreldes nendega, kes vähendasid viljatusravi ajal oma füüsilist aktiivsust. Uuring näitas ka, et endometrioosi korral võib viljatuse ravis kasutada laparoskoopia, hormoonravi ja IVF kombineeritud raviskeemi. Endomeetriumi retseptiivsusega seotud geenide ekspressioon ei olnud endometrioosist mõjutanud. Molekulaarsed uuringud näitasid, et endomeetriumi ja endometrioosikollete rakud reageerivad tsütotoksilistele ühenditele erinevalt, mis võib tuleneda endometrioosi patogeneesis osalevate geenide erinevast ekspressioonitasemest.
The molecular interactions between trophoblast and endometrial cells in embryo implantation
(2023-10-02) Koel, Mariann; Salumets, Andres, juhendaja; Jaks, Viljar, juhendaja; Krjutškov, Kaarel, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Uue elu algus ja rasedus võivad esmapilgul tunduda üks loomulikumaid etappe naise elus, samas on see osutunud paljude paaride jaoks tõsiseks proovikiviks. Kuigi kehavälise viljastamise abiga sünnib igal aastal üha enam lapsi, siis endiselt ei õnnestu paljudel naistel seeläbi rasestuda. Mõistetavatel eetilistel põhjustel ei ole inimese embrüo pesastumist võimalik uurida naise organismis, seega on alternatiivsed uuringud vajalikud, mõistmaks mehhanisme, mis reguleerivad embrüo kinnitumist. Käesolev doktoritöö keskendub molekulaarsele suhtlusele endomeetriumi ja embrüo trofoblasti rakkude vahel. Kirjeldab naise endomeetriumi koe küpsemist ning selle protsessi seost geeniekspressiooni mustri muutustega kahes põhilises endomeetriumi rakutüübis - strooma ja epiteeli rakkudes. Selle uuringu põhjal töötati välja uus geenide aktiivsuse analüüsi meetod, mille abil määratakse endomeetriumi retseptiivsuseks oluliste RNA molekulide taset, eesmärgiga leida viljatusravi saava naise jaoks embrüo siirdamiseks parim aeg. Põhinedes rakutüübi-põhistele geenide avaldumise andmetele kirjeldati ligikaudu 550 valk-valk seost, mis moodustavad molekulaarse võrgustiku embrüo ja endomeetriumi rakkude vahel ning on vajalikud uue elu alguseks. Lisaks embrüo kinnitumisele on raseduse edukaks lõpuni kandmiseks vajalik õigesti arenev platsenta, mis võimaldab lootel normaalselt kasvada ja areneda. Selleks on määrava tähtsusega trofoblasti rakkude diferentseerumine. Doktoritöös uuriti inimese embrüonaalsete tüvirakkude diferentseerimise meetodeid trofoblasti-sarnasteks rakkudeks läbi BMP4 signaaliraja aktiveerimise ja TGBβ ja FGF2 signaaliradade inhibeerimise. Siin esitatud teadmised on oluliseks panuseks tulevastesse reproduktiivuuringutesse. Luues uusi võimalusi embrüo edukaks siirdamiseks ning uute prognostiliste ja diagnostiliste biomarkerite arendamiseks, mida kasutada viljatuse diagnostikas ning ravi optimeerimises.
Trofoblasti rakuliinide JAR ja JEG-3 mikrovesiikulite proteoomiline analüüs ja nende sissevõtmine endomeetriumi rakuliini RL95-2
(Tartu Ülikool, 2013) Koel, Mariann; Ingerpuu, Sulev, juhendaja; Salumets, Andres, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogaiteaduskond; Tartu Ülikool. Molekulaar- ja rakubioloogia instituut
Understanding the mechanisms of endometrial receptivity through integration of ‘omics’ data layers
(2020-05-28) Kukuškina, Viktorija; Mägi, Reedik, juhendaja; Metspalu, Andres, juhendaja; Salumets, Andres, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Maailma Terviseorganisatsiooni statistika väidab, et umbes 10% püsisuhetes olevatest naistest on ühel või teisel põhjusel viljatud. Naise viljakust mõjutab välja palju erinevaid faktoreid ning setõttu on viljatuse põhjuste leidmine tihti väga keeruline. Viljatust põhjustavateks faktoriteks võivad olla üldine terviseseisund, erinevad haigused, geneetiline taust, väliskeskkonna ja eluviisiga seotud tegurid. Ühe näitena võib tuua embrüo pesastumist (implantatsioon) emaka limaskesta (endomeetriumi), mis võib toimuda ainult kindla lühikese perioodi vältel (implantatsiooni aken), kui endomeetrium on embrüo suhtes kõige vastuvõtlikum. Implantatsiooni akna periood on aga iga naise jaoks erinev, ning on määratud erinevate bioloogiliste protsesside poolt. Kunstliku viljastamise (IVF) läbiviimise jaoks on kriitiline teada täpset implantatsiooni akna aega, sellega seotud mehhanisme ja nende vastastikust mõju. Selleks, et uurida mehhanismide omavahelisi seoseid, panime paariviisiliselt kokku erinevaid geneetilise regulatsiooni andmekihte, milleks olid RNA, mikroRNA ja DNA metülatsiooni admed, ja mida koos nimetatakse ‘oomika’ andmekihtideks. Kokkuvõtvalt näitavad antud töö tulemused, et, võrreldes ühe ‘oomika’ andmekihi uurimisega, ‘oomika’ andmekihtide kombineerimine aitab paremini mõista endomeetriumi retseptiivsusega seotud bioloogilisi protsesse ning vältida valepositiivseid tulemusi. Antud tööga me rõhutame süsteemibioloogia ning paljude andmekihtide samaaegse kasutamise olulisust naise reproduktiivsuse bioloogiliste mehhanismide uurimisel.