Late-onset spinal motor neuronopathy- a new neuromuscular disease

The aim of this study was to clarify the clinical phenotype of late-onset spinal motor neuronopathy (LOSMoN), an adult-onset autosomal dominant lower motor neuron disorder identified first in two families in Eastern Finland, in order to clarify its genetic background. Motor neuron disorders (MNDs) are characterized by dysfunction and premature death of motor neurons in the brain and spinal cord. MNDs can manifest at any age of the human lifespan, ranging from pre- or neonatal forms such as spinal muscular atrophy type I (SMA I) to those preferentially affecting the older age groups exemplified by sporadic amyotrophic lateral sclerosis (ALS). With a combination of genetic linkage analysis and genome sequencing using DNA from a total of 55 affected members of 17 families and a whole genome scan, we were able to show that LOSMoN is caused by the c.197G>T p.G66V mutation in the gene CHCHD10. This study showed that LOSMoN has very characteristic features that help to differentiate it from other more malignant forms of motor neuron disease, such as ALS, which was erroneously diagnosed in many patients in our cohort. Lack of fibrillations in the first dorsal interosseus muscle on EMG and extensive grouping of non-atrophic type IIA/2A fibers on muscle biopsy were shown to be common findings in LOSMoN, but rare or absent in ALS patients. The results of this study will help clinicians recognize the characteristic phenotype of LOSMoN disease and thus improve their diagnostic accuracy, and will also allow physicians to provide adequate genetic counseling for patients.

The Vulnerable Brain and Very Preterm Infants - Findings from the PIPARI-Study

Preterm birth is a risk for normal brain development. Brain maturation that normally happens in the uterus is in very preterm infants a developmental challenge during their stay in a neonatal intensive care unit (NICU). Typical brain injuries of preterm infants include ischemic injuries, brain haemorrhages, ventricular dilatation (VD), and reduced brain volumes. Brain injury is a serious complication of prematurity leading to possible long term consequences for the neurodevelopment of the very low birth weight (VLBW) infant, such as cerebral palsy (CP), hearing impairments, vision problems, and delay in cognitive development.There is a need for further studies to ascertain the potential risk factors and their causal relationships to brain vulnerability, growth and development in the increasing number of surviving VLBW infants. This thesis consists of four studies evaluating the definitions, causes and consequences of brain lesions in VLBW(<1500g) or very low gestationalage (VLGA) (gestational age <32 gestational weeks) infants. We showed that the redistribution of fetal blood flow is a risk factor for smaller brain volumes at term. In addition,we showed that brain lesions related to prematurity are not associated with increased spontaneous crying behaviour or circadian rhythm development in infancy. However, the preterm infants began to fuss more often and were held more than term infants at five months of age. Furthermore, we showed that VD is associated with brain lesions and smaller brain volumes. Therefore, brain magneticresonance imaging can be recommended for infants with VD. VD together with other brain pathology is a risk factor for the onset of developmental impairments in VLBW/VLGA infants at two years of age.

Late effects of cancer at a young age: Registry-based studies of the health of cancer patients and their off-spring

Modern cancer therapy has resulted in increased survival among patients diagnosed with cancer at a young age. These improvements have led to the investigation of late morbidity and mortality associated with cancer and its treatments. The aim of this study was to evaluate late effects of cancer treated at a young age on the health of patients and their offspring. Utilising the nationwide population-based registries in Finland, we evaluated the risk of hypothyroidism and the probability of parenthood in cancer survivors as well as preterm birth, neonatal outcomes, and the risk of cancer among offspring of patients. The survivor cohort, identified from the Finnish Cancer Registry, consisted of 25,784 cancer patients diag-nosed between ages 0 and 34 in 1953–2004. By linkage to the population register, siblings of these patients were identified for comparison. The prevalence of hypothyroidism was higher among former childhood cancer (aged 0–16) patients than in the general population. The probability of parenthood following early onset cancer was overall significantly reduced compared to siblings. Offspring of female cancer survivors were at an increased risk of preterm birth, this risk being highest among patients diagnosed in childhood and early adulthood (aged 20–34 years). The offspring were not, however, at a significantly increased risk of neonatal death or stillbirth, though they were more likely to need monitoring or intensive care in the neonatal period. The risk of sporadic cancer among offspring of male and female cancer survivors was not elevated in comparison to the general population. The study showed that former cancer patients are at risk of certain adverse endocrine and reproductive health outcomes and should be followed for timely intervention. The offspring of cancer survivors do not appear to be at risk for adverse health outcomes.

Metformin in gestational diabetes mellitus

METFORMIININ KÄYTTÖ RASKAUSDIABETEKSESSA Raskausdiabeteksella tarkoitetaan sokeriaineenvaihdunnan häiriötä, joka todetaan ensimmäisen kerran raskauden aikana. Hoidolla voidaan vähentää raskausdiabetekseen liittyviä äidin ja vastasyntyneen haittoja. Lääkitystä tarvitaan, jos ruokavaliohoidolla ei saavuteta hyvää sokeritasapainoa. Perinteisesti lääkityksenä on käytetty insuliinia, mutta metformii¬nin käyttöä insuliinin vaihtoehtona on ehdotettu. Metformiini läpäisee istukan, mutta sen läpäisymekanismi ei ole selvillä. Tämän tutkimuskokonaisuuden pääasiallisin tarkoitus oli verrata metformiinin tehokkuutta ja turvallisuutta insuliiniin raskausdiabeteksen hoidossa selvittämällä lääkkeen vaiku¬tusta äitiin ja vastasyntyneeseen. Lisäksi haluttiin tutkia, mitkä tekijät ennustavat insulii¬nin tarvetta metformiinin lisänä, jotta saavutettaisiin hyvä sokeritasapaino. Metformiinin annoksen vaikutus äitiin ja vastasyntyneeseen arvioitiin mittaamalla metformiinin pitoisuus äidistä, ja sikiön puolelta napanuoran veressä. Tässä tutkimuksessa selvitettiin myös aktiivisen kuljetusproteiinin (OCT) merkitystä metformiinin kulkeutumiseen istukan läpi perfusiomalla istukkaa ex vivo . Ex vivo istukkaperfuusiotutkimuksen tulokset viittasivat siihen, että OCT-kuljetusproteiinilla ei ollut todennäköisesti merkittävää osuutta metformiinin kulkeutumisessa istukan läpi. Metformiinin pitoisuusmittaukset synnytyksen yhteydessä osoittivat metformiinin siirtyvän sikiöön istukan läpi suuressa määrin (96 %) kertymättä kuitenkaan sikiön verenkiertoon. Metformiinin pitoisuudella ei ollut vaikutusta vastasyntyneen hyvinvointiin. Maksi¬maalisella metformiinin annostuksella ja korkealla metformiinipitoisuudella todettiin olevan suotuisa vaikutus äidin painon nousuun raskauden aikana. Insuliiniin verrattuna metformiini ei lisännyt äidin, sikiön tai vastasyntyneen haittatapahtumia, eikä sillä ollut vaikutusta synnytystapaan. Sokeritasapaino insuliini- ja metformiinilääkityksen aikana oli yhtäläinen arvioitaessa sitä HbA1c- ja fruktosamiinimittauksilla, mutta 21 % metformiinin käyttäjistä tarvitsi lisäksi insuliinia hyvän sokeritasapainon saavuttamiseksi. Tutkimuksesssa todettiin, että mitä iäkkäämpi äiti oli, mitä varhaisemmassa raskauden vaiheessa sokerirasitus oli tehty ja lääkitys aloitettu, ja mitä korkeammat HbA1c ja fruktosamiinipitoisuudet olivat, sitä suuremmalla todennäköisyydellä metformiinin lisänä tarvittiin insuliinia.

The effects of maternal hyperglycemia on human umbilical vascular gene expression and neonatal rat lung development

Background: Maternal diabetes affects many fetal organ systems, including the vasculature and the lungs. The offspring of diabetic mothers have respiratory adaptation problems after birth. The mechanisms are multifactorial and the effects are prolonged during the postnatal period. An increasing incidence of diabetic pregnancies accentuates the importance of identifying the pathological mechanisms, which cause the metabolic and genetic changes that occur in offspring, born to diabetic mothers. Aims and methods: The aim of this thesis was to determine changes both in human umbilical cord exposed to maternal type 1 diabetes and in neonatal rat lungs after streptozotocin-induced maternal hyperglycemia, during pregnancy. Rat lungs were used as a model for the potential disease mechanisms. Gene expression alterations were determined in human umbilical cords at birth and in rat pup lungs at two week of age. During the first two postnatal weeks, rat lung development was studied morphologically and histologically. Further, the effect of postnatal hyperoxia on hyperglycemia-primed rat lungs was investigated at one week of age to mimic the clinical situation of supplemental oxygen treatment. Results: In the umbilical cord, maternal diabetes had a major negative effect on the expression of genes involved in blood vessel development. The genes regulating vascular tone were also affected. In neonatal rat lungs, intrauterine hyperglycemia had a prolonged effect on gene expression during late alveolarization. The most affected pathway was the upregulation of extracellular matrix proteins. Newborn rat lungs exposed to intrauterine hyperglycemia had thinner saccular walls without changes in airspace size, a smaller relative lung weight and lung total tissue area, and increased cellular apoptosis and proliferation compared to control lungs, possibly reflecting an aberrant maturational adaptation. At one and two weeks of age, cell proliferation and secondary crest formation were accelerated in hyperglycemia-exposed lungs. Postnatal hyperoxic exposure, alone caused arrested alveolarization with thin-walled and enlarged alveoli. In contrast, the dual exposure of intrauterine hyperglycemia and postnatal hyperoxia resulted in the phenotype of thick septa together with arrested alveolarization and decreased number of small pulmonary arteries. Conclusions: Maternal diabetic environment seems to alter the umbilical cord gene expression profile of the regulation of vascular development and function. Fetal hyperglycemia may additionally affect the genetic regulation of the postnatal lung development and may actually induce prolonged structural alterations in neonatal lungs together with a modifying effect on the deleterious pulmonary exposure of postnatal hyperoxia. This, combined with the novel human umbilical cord gene data could serve as stepping stones for future therapies to curb developmental aberrations.

The Impact of Neonatal Antibiotic Exposure on Atopic Sensitisation by the Age of 12 Months

Varhaislapsuuden antibioottialtistuksen vaikutus atooppiseen herkistymiseen 12 kuukauden ikään mennessä Bakteerien vaikutus terveyteen on merkittävä: ne ovat toisaalta hengenvaarallisten infektioiden aiheuttajia, mutta samanaikaisesti niiden läsnäolo on välttämätöntä terveen immuunipuolustuksen kehittymiseksi. Ensimmäisen elinvuoden aikana suoliston bakteerikanta on altis ulkoisten tekijöiden vaikutuksille. Varhaislapsuuden antibioottihoidolla voi olla tuhoisat seuraukset eri bakteerilajien suhteille, ja sen tiedetään altistavan erilaisille immuunivälitteisille sairauksille, kuten atopialle. Ei ole kuitenkaan selvitetty, onko tämä vaikutus johtunut käynnissä olevan infektion aiheuttamista muutoksista kehittyvään immuunijärjestelmään vai onko siihen ollut syynä infektioon aloitettu antibioottihoito. Tässä tutkimuksessa selvitettiin eroja kahden, varhaista antibioottihoitoa saaneen ryhmän välillä ja päätetapahtumaksi katsottiin myöhemmin lapsuudessa ilmenevä atopiataipumus. Toinen ryhmä sai antibioottihoitoa kliinisesti todistettuun bakteeri-infektioon (varhaiseen sepsikseen). Toinen ryhmä taas sai antibioottihoidon pelkästään infektioepäilyyn eli ns. empiirisen hoidon, joka lopetettiin alle viiden vuorokauden kuluessa kun katsottiin, ettei oireiden taustalla ollutkaan bakteeri-infektiota. Mukana vertailussa oli lisäksi ryhmä, joka ei saanut lainkaan varhaista antibioottihoitoa. Antibioottihoidon pitkäaikaisvaikutusta arvioitiin ihon prick-testillä, joka kertoo atopiaan liittyvästä IgE-välitteisestä herkistymisestä. Varhaisella antibioottihoidolla tarkoitetaan tässä alle 72 tunnin sisällä syntymästä alkanutta hoitoa G-penisilliinin ja gentamysiinin yhdistelmällä. Tutkimuksen aineisto koostui 755 vastasyntyneen lapsen seurantadatasta, joka saatiin neljän käynnissä olevan allergian ehkäisytutkimuksen aineistosta. Tutkimuksen mukaanottokriteereinä pidettiin sitä, että saatavilla oli tiedot sekä mahdollisen antibioottialtistuksen kestosta että ihon prick-testituloksesta joko 6 tai 12 kuukauden iässä. Tulokset analysoitiin logistisella regressioanalyysillä huomioiden mahdolliset sekoittavat tekijät: äidin allergia, ennenaikaisuus, tutkimusprobiootti, imetyksen kesto, äidin raskauden aikainen tupakointi ja synnytystapa. Potilasryhmässä, joka sai antibioottihoitoa ilman samanaikaista infektiota, nähtiin tilastollisesti merkittävästi vähemmän positiivisia prick-testituloksia verrattuna lapsiin, jotka eivät altistuneet antibiooteille. Tulos on merkittävä, sillä se osoittaa, että varhaisella antibioottihoidolla on kauaskantoisia vaikutuksia kehittyvään immuunijärjestelmään.