Natural history of celiac disease-associated antibodies and progression to overt disease in children at increased genetic risk

Background: Celiac disease is a lifelong, gluten-sensitive, autoimmune-mediated chronic enteropathy, tightly associated with risk alleles at the HLA class II genes. Aims: This study was carried out as a part of the population-based Type 1 Diabetes Prediction and Prevention (DIPP) Project. The first aim was to study the natural history of celiac disease-associated antibodies before the diagnosis of celiac disease was made. The second aim was to describe when and in which order celiac disease-associated and type 1 diabetes-associated antibodies appeared in children with genetic risk for both diseases. Subjects and Methods: Antibodies against tissue transglutaminase (TGA) and other celiac disease-associated antibodies were measured in serum samples collected at 3- to 12-month intervals of children at genetic risk for celiac disease who participated in the DIPP project. Celiac disease was confirmed by duodenal biopsy. Type 1 diabetes-associated antibodies were measured in all samples that had been collected. Overt disease was diagnosed according to World Health Organization criteria. Follow-up continued until a diagnosis of type 1 diabetes or until the end of a defined follow-up period. Results: TGA appeared in children at genetic risk for celiac disease only after the first year of life, but anti-gliadin antibodies often emerged significantly earlier, at age 6 months. The data show that spontaneous disappearance of celiac disease-associated antibodies, transient or persisting, is a common phenomenon, at least in prepubertal children. In children with genetic susceptibility to type 1 diabetes and celiac disease, celiac disease-associated antibodies usually develop earlier than the type 1 diabetes-associated antibodies. Conclusions: The transient nature of celiac disease-associated antibodies emphasizes the significance of establishing seropositivity repeatedly in screening detected celiac disease before gastroscopy and duodenal biopsy are considered and emphasized the importance of duodenal biopsy for diagnosing celiac disease.

Clinical and genetic markers in disease progression – a study among subjects with obstructive lung diseases

Asthma, COPD, and asthma and COPD overlap syndrome (ACOS) are chronic pulmonary diseases with an obstructive component. In COPD, the obstruction is irreversible and the disease is progressive. The aim of the study was to define and analyze factors that affected disease progression and patients’ well-being, prognosis and mortality in Chronic Airway Disease (CAD) cohort. The main focus was on COPD and ACOS patients. Retrospective data from medical records was combined with genetic and prospective follow-up data. Smoking is the biggest risk factor for COPD and even after the diagnosis of the disease, smoking plays an important role in disease development and patient’s prognosis. Sixty percent of the COPD patients had succeeded in smoking cessation. Patients who had managed to quit smoking had lower mortality rates and less psychiatric diseases and alcohol abuse although they were older and had more cardiovascular diseases than patients who continued smoking. Genetic polymorphism rs1051730 in the nicotinic acethylcholine receptor gene (CHRNA3/5) associated with heavy smoking, cancer prevalence and mortality in two Finnish independent cohorts consisting of COPD patients and male smokers. Challenges in smoking cessation and higher mortality rates may be partly due to individual patient’s genetic composition. Approximately 50% of COPD patients are physically inactive and the proportion was higher among current smokers. Physically active and inactive patients didn’t differ from each other in regard to age, gender or comorbidities. Bronchial obstruction explained inactivity only in severe disease. Subjective sensation of dyspnea, however, had very strong association to inactivity and was also associated to low health related quality of life (HRQoL). ACOS patients had a significantly lower HRQoL than either the patients with asthma or with COPD even though they were younger than COPD patients, had better lung functions and smaller tobacco exposure.

Prognostic Markers and Prolonged Interferon-alpha Therapy in Renal Cell Carcinoma

Molekyylimarkkerit ja pitkäaikainen alfainterferonihoito munuaissyövässä Munuaissyöpäpotilaiden viiden vuoden elossaololuku on noin 50 %. Aikaisempien tutkimuksien mukaan viiden vuoden elossaololuku metastasoituneessa munuaissyövässä on 3-16 %, kun käytettiin alfainterferonia sisältävää hoitoa. Tyypillisesti alfainterferonia on käytetty vähemmäin kuin 6 kuukautta. Avoimia kysymyksiä ovat alfainterferonin optimaalinen hoitoannos ja hoidon kesto yksin tai yhdessä uusien täsmähoitojen kanssa. Tärkeimmät tavoitteet olivat tutkia 1) jaksotetun pitkäaikaisen alfainterferonihoidon tehoa ja siedettävyyttä metastasoituneessa munuaissyövässä ja 2) p53-, Ki-67- ja COX-2-proteiinituotannon ennusteellista merkitystä munuaissyövässä. Tutkimuksessa 117 metastasoituneelle munuaissyöpää sairastaneelle potilaalle etsittiin yksilöllinen hänen sietämänsä maksimaalinen hoitoannos rekombinanttia alfa2a-interferonia (Roferon-ATM). Hoitoa pyrittiin jatkamaan 24 kuukauden ajan. Kolmen hoitoviikon jälkeen pidettiin yhden viikon tauko. Hoito lopetettiin, jos ilmaantui vakavia haittavaikutuksia tai tauti eteni. Toisessa tutkimuksessa proteiinituotanto analysoitiin immunohistokemiallisesti munuaissyöpäpotilaiden kasvainnäytteistä, joita oli säilytetty parafiinissa. Kasvainnäytteet oli otettu talteen munuaisen poistoleikkauksen yhteydessä. Nämä potilaat jaettiin kolmeen eri ryhmään: metastasointi primaarivaiheessa (n=29), metastasointi myöhemmin (n=37) ja ei metastasointia (n=51). Keskimääräinen alfainterferonihoidon kesto oli 11 kuukautta (kk) [0,5 – 32 kk]. Objektiivinen hoitovaste todettiin 17 %:lla, tautitilanne pysyi ennallaan 42 %:lla ja myöhäinen vaste (yli 12 kk:tta hoidon aloittamisesta) todettiin 3 %:lla. Aika vasteen saavuttamisesta taudin etenemiseen oli keskimäärin 8 kk ja elinaika 19,1 kk. Viiden vuoden elossaololuku oli 16 %. Jos metastasoituneella munuaissyöpäpotilaalla oli keuhkometastasointi, hän selvisi todennäköisemmin viisi vuotta kuin muut potilaat. Henkeä uhkaavia sivuvaikutuksia ei todettu. Yli 12 kk:n ajan kestävä alfainterferonihoito on hyödyllistä niille potilaille, jotka ovat saaneet objektiivisen hoitovasteen tai tautitilanne on pysynyt ennallaan. Positiivinen p53- ja Ki-67-ekspressio yhdessä viittaavat suureen metastasoinnin todennäköisyyteen. Positiivinen COX-2-ekspressio viittaa viivästyneeseen metastaasien ilmaantumiseen. Metastasoituneilla potilailla positiiviset p53- ja Ki-67-ekspressiot viittaavat huonoon ennusteeseen, mutta positiivinen COX-2 ekspressio viittaa suotuisaan ennusteeseen. Positiivinen COX-2- ja negatiivinen Ki-67-ekspressio yhdessä viittaavat parantuneeseen ennusteeseen metastasoituneessa munuaissyövässä.

Functional characterization of proteins required for mitotic progression and the spindle assembly checkpoint

During mitotic cell division, the genetic material packed into chromosomes is divided equally between two daughter cells. Before the separation of the two copies of a chromosome (sister chromatids), each chromosome has to be properly connected with microtubules of the mitotic spindle apparatus and aligned to the centre of the cell. The spindle assembly checkpoint (SAC) monitors connections between microtubules and chromosomes as well as tension applied across the centromere. Microtubules connect to a chromosome via kinetochores, which are proteinaceous organelles assembled onto the centromeric region of the sister chromatids. Improper kinetochore-microtubule attachments activate the SAC and block chromosome segregation until errors are corrected and all chromosomes are connected to the mitotic spindle in a bipolar manner. The purpose of this surveillance mechanism is to prevent loss or gain of chromosomes in daughter cells that according to current understanding contributes to cancer formation. Numerous proteins participate in the regulation of mitotic progression. In this thesis, the mitotic tasks of three kinetochore proteins, Shugoshin 1 (Sgo1), INCENP, and p38 MAP kinase (p38 MAPK), were investigated. Sgo1 is a protector of centromeric cohesion. It is also described in the tension-sensing mechanism of the SAC and in the regulation of kinetochore-microtubule connections. Our results revealed a central role for Sgo1 in a novel branch of kinetochore assembly. INCENP constitutes part of the chromosomal passenger complex (CPC). The other members of the core complex are the Aurora B kinase, Survivin and Borealin. CPC is an important regulatory element of cell division having several roles at various stages of mitosis. Our results indicated that INCENP and Aurora B are highly dynamic proteins at the mitotic centromeres and suggested a new role for CPC in regulation of chromosome movements and spindle structure during late mitosis. The p38 MAPK has been implicated in G1 and G2 checkpoints during the cell cycle. However, its role in mitotic progression and control of SAC signaling has been controversial. In this thesis, we discovered a novel function for p38γ MAPK in chromosome orientation and spindle structure as well as in promotion of viability of mitotic cells.

Molecular markers for progression of squamous cell carcinoma of the skin

Incidence of nonmelanoma skin cancer (NMSC) is increasing. Ultraviolet (UV) –light is a major risk factor for the development of cutaneous SCC. Cutaneous SCCs that develop to chronic ulcers are known to progress and metastasize more easily than UV-induced SCCs. Matrix metalloproteinases (MMPs) are a group of proteolytic enzymes which are suggested to have a role in cancer growth and invasion. The molecular background for progression of cutaneous SCC was examined by immunohistochemistry (IHC) using tissue samples of recessive dystrophic epidermolysis bullosa (RDEB) –associated SCC, sporadic UV-induced SCC, and SCC precursors. IHC studies using tissue microarray (TMA) technique revealed overexpression of MMP-7 and MMP-13 in SCC tumor cells. MMP-7 expression was enhanced especially in the SCC tumor cells of the RDEB –associated SCCs. Studies with SCC cell lines showed that tumor cell derived MMP-7 activated heparin binding epidermal growth factor –like growth factor (HB-EGF) which enhanced the growth of SCC tumor cells. Further, it was shown that type VII collagen (COL7) is expressed in sporadic SCC tumor cells. Interestingly, it was shown that SCC –associated MMP-13 is capable of cleaving COL7 in vitro. COL7 cleavage may have a role in the progression of cutaneous SCC. Studies on serine proteinase inhibitor gene family using SCC tumor cell gene array, quantitative real-time PCR, SCC cell lines, normal human epidermal keratinocytes and IHC of TMA samples showed that serine proteinase inhibitor clade A, member 1 (serpinA1, alpha-1-antitrypsin) is expressed and produced by human SCC tumor cells but not by normal keratinocytes. Moreover, serpinA1 expression was shown to correlate with the progression of cutaneous SCC using transformed HaCaT-cell lines and mouse chemically induced skin SCC model. SerpinA1 may serve as a novel biomarker for the progression of cutaneous SCC. This study elucidated putative mechanisms of the progression of cutaneous SCC and revealed novel biomarker candidates for the progression of SCC of the skin.

Identification of novel regulators for tumor progression in breast cancer

Breast cancer is the most frequent solid tumor among women and the leading cause of cancer related death in women worldwide. The prognosis of breast cancer patients is tightly correlated with the degree of spread beyond the primary tumor. In this thesis, the aim was to identify novel regulators of tumor progression in breast cancer as well as to get insights into the molecular mechanisms of breast cancer progression and metastasis. First, the role of phospholipid remodeling genes and enzymes important for breast cancer progression was studied in breast cancer samples as well as in cultured breast cancer cells. Tumor samples displayed increased de novo synthesized fatty acids especially in aggressive breast cancer. Furthermore, RNAi mediated cell based assays implicated several target genes critical for breast cancer cell proliferation and survival. Second, the role of arachidonic acid pathway members 15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase (HPGD) and phospholipase A2 group VII (PLA2G7) in tumorigenesis associated processes was explored in metastatic breast cancer cells. Both targets were found to contribute to epithelial-mesenchymal transition related processes. Third, a high-throughput RNAi lysate microarray screen was utilized to identify novel vimentin expression regulating genes. Methylenetetrahydrofolate dehydrogenase 2 (MTHFD2) was found to promote cellular features connected with metastatic disease, thus implicating MTHFD2 as a potential drug target to block breast cancer cell migration and invasion. Taken together, this study identified several putative targets for breast cancer therapy. In addition, these results provide novel information about the mechanisms and factors underlying breast cancer progression.

RADAR Roadmap: The application of EPrints for the continued development of RADAR at The Glasgow School of Art

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Roles of novel biomarkers in progression of cutaneous squamous cell carcinoma

Roles of novel biomarkers was studied in progression of cutaneous squamous cell carcinoma (cSCC) as the most common metastatic skin cancer. The incidence of cSCC is increasing worldwide due to lifestyle changes such as recreational exposure to sunlight and the aging of the population. Because of an emerging need for molecular markers for the progression of cSCC, we set our goal to characterize three distinct novel markers overexpressed in cSCC cells. Our results identified overexpression of serpin peptidase inhibitor clade A member 1 (SerpinA1), EphB2 and absent in melanoma 2 (AIM2) in cSCC cell lines compared with normal human epidermal keratinocytes (NHEKs). Immunohistochemical analysis of SerpinA1, EphB2 and AIM2 revealed abundant tumor cell-specific expression of cytoplasmic SerpinA1 and AIM2 and cytoplasmic and membranous EphB2 in cSCC tumors in vivo. The staining intensity of SerpinA1, EphB2 and AIM2 was significantly stronger in cSCC as compared with carcinoma in situ (cSCCIS) and actinic keratosis (AK). Tumor cell-associated SerpinA1 and EphB2 was noted in chemically induced mouse skin SCC, and the staining intensity was stronger in mouse cSCCs than in untreated skin. AIM2 staining intensity was significantly more abundant in cSCC of organ transplant recipients (OTR) than in sporadic cSCC in vivo. EphB2 knockdown resulted in inhibition of migration in cSCC cells. In addition, knockdown of EphB2 and AIM2 was found to inhibit the proliferation and invasion of cSCC cells and to delay the growth and vascularization of cSCC xenografts in vivo. Altogether, these findings identify SerpinA1 as a novel biomarker for cSCC. In addition, characterization of the roles of EphB2 and AIM2 in the progression of cSCC was implicated them as possible therapeutic targets for the treatment of cSCC particularly in unresectable and metastatic tumors.

Urana työllistyminen

Tutkimuksen tarkoituksena on ollut selvittää pitkään työttömänä olleiden ammatinvaihtajien ammatinvaihdon ja työllistymisen etenemistä. Tämän lisäksi tutkimuksessa on tarkasteltu kohderyhmän mielikuvaa ohjaavasta koulutuksesta. Pitkittäistutkimus on toteutettu seurannalla, jonka välietappina on ollut kohderyhmän osallistuminen ohjaavaan koulutukseen. Työvoimapoliittinen ohjaava koulutus edusti erityisesti vaikeasti työllistettäville kohdistettavaa interventiota, jolla pyrittiin puuttumaan työttömyyskierteeseen ja ehkäisemään syrjäytymiskehityksen jatkuminen. Tutkimuksen kohderyhmäksi valitut ihmiset (51) ovat suoranaisessa keskiössä tutkittaessa työelämästä syrjäytymistä. Heikentyneet työelämävalmiudet ja työmarkkinakelpoisuus ovat tehneet heistä vaikeasti työllistettäviä. Heidän valintansa kohderyhmäksi, työhallinnon tekemän kurssiosoituksen kriteereinä olevien pitkäaikaistyöttömyyden sekä epäonnistuneen ammatinvaihdon perusteella, osoittaa heidän olevan erityisen ohjauksen ja tuen tarpeessa. On kuitenkin huomattava, että heidät on valittu kohderyhmäksi paitsi kurssiosoituksen saaneina pitkäaikaistyöttöminä myös ammatinvaihtajina, jotka itse haluavat vaihtaa ammattiaan. Tutkimusaineistona ovat olleet työhallinnon asiakasrekisteritiedot ja seurantatutkimuksen perusteella muodostetuista ryhmistä valittujen neljän tapaushenkilön teemahaastatteluaineistot. Tutkimusaineistoa on käsitelty laadullisesti, koska tutkimus kuuluu laadullisen tutkimuksen piiriin sekä tutkimuksen kohteena olevan ilmiön, tutkimuskysymysten ja -aineistojen että tarkoituksensa perusteella. Tutkimuksessa on kuvattu pitkäaikaistyöttömien henkilöiden ammatinvaihtoa ja työllistymistä. Kuvatuissa tapauksissa ammatinvaihtotarve perustuu suurimmalla osalla terveydellisiin rajoitteisiin, joiden vuoksi aikaisemmassa työssä toimiminen on mahdotonta. Useimmiten vajaakuntoisuus on merkittävästi pitkittänyt heidän työttömyyttään. Tämän vuoksi seurantatutkimuksessa on keskitytty tarkastelemaan ammatinvaihtoprosessin etenemistä. Muun muassa työttömyyttä laajasti tutkineet Aho ja Vähätalo ovat todenneet vajaakuntoisuuden olevan merkittävä työttömyyden pitkittymiseen vaikuttava tekijä. Ahon mukaan vajaakuntoisiksi diagnosoituja on jopa viidennes kroonisesti pitkäaikaistyöttömistä työhallinnon asiakasrekisteriin kirjatuista henkilöistä. Monen tekijän summana pitkään työttömänä olleet henkilöt ovat vaarassa ajautua tilanteeseen, jossa he eivät enää kykene omin avuin löytämään ulospääsyä työttömyydestä Tämän seurantatutkimuksen perusteella vain hyvin harvalla kohderyhmään kuuluvista on ammatinvaihdossa ja työllistymisessä tapahtunut merkittävää edistymistä huolimatta useiden vuosien yrittämisestä. Ammatinvaihdon ja työllistymisen edistymistä on tarkasteltu sen perusteella, miten työelämään ja/tai koulutukseen sijoittumiset tai muut toiminnot ovat edesauttaneet tavoitteen toteutumista. Seurantatutkimuksessa on muodostettu neljä tyyppiryhmää ammatinvaihdon ja työllistymisen etenemisen perusteella. Ryhmät ovat: Ammatinvaihdossa onnistuneet (5), ammatinvaihdossa edistyneet (19), pitkäaikaistyöttömäksi jääneet (12) ja epätarkoituksenmukaisesti sijoittuneet (15). Ammatinvaihdossa onnistuneet ovat toteuttaneet ammatinvaihtonsa siirtymällä suoraan työelämään uudelle alalle, työllistymällä koulutusta vastaavaan työhön uudelleenkoulutuksen jälkeen tai kouluttautumalla uuteen ammattiin työllistymättä. Kuitenkin vain kolme heistä on sijoittunut seurannan päättyessä pysyväisluonteiseen terveydelleen soveltuvaan työhön muiden ollessa edelleen työttömänä. Ammatinvaihdossa edistyneet ovat suurimmaksi osaksi edistyneet ammatinvaihdossaan soveltuvien tukitöiden avulla. Työttömyys on kuitenkin jatkunut valtaosalla ja vain yksi heistä on sijoittuneena työelämään seurannan päättyessä. Tämä sijoittuminen ei ole kuitenkaan edistänyt ammatinvaihtoa. Pitkäaikaistyöttömäksi jääneet ovat olleet yhtäjaksoisesti työttömänä kokoseurantajakson ajan. Epätarkoituksenmukaisesti sijoittuneet ovat enimmäkseen sijoittuneet terveytensä kannalta haitallisiin ja/tai ammatinvaihtosuunnitelmilleen soveltumattomiin sijoitustöihin ja määräaikaisuuksiin. Seurannan päättyessä heovat joko työttömänä tai toimivat ammatinvaihtotavoitteensa kannalta haitallisissa työtehtävissä. Tämä on vahvistanut mielikuvaa, joka usealle heille on muodostunut ohjaavasta koulutuksesta työttömille suunnattuna sanktiona, joka ei edistä työllistymistä. Ohjaavassa koulutuksessa suurin osa heistä on kokenut hyötyneensä työharjoittelujaksosta, joka on antanut käyttökelpoista tietoa ammatinvalintaa varten. Lukuun ottamatta kolmea henkilöä, jotka ovat seurannan päättyessä pysyväisluonteisessa työssä terveydelleen soveltuvassa ammatissa, ovat kaikki muut kohderyhmään kuuluvat edelleen erityisen ohjauksen ja tuen tarpeessa johtuen ammatinvaihdon keskeneräisyydestä ja/tai työttömyyden jatkumisesta. Yhdistävänä tekijänä ammatinvaihdossa onnistuneilla vaikuttaa olleen tulevaisuususkon säilyminen pitkäaikaistyöttömyydessä. Sekä ammatinvaihdossa onnistuneet että edistyneet ovat kokeneet työttömyyteen katkoksia tuoneet työt merkityksellisinä riippumatta siitä, ovatko työtehtävät edistäneet ammatinvaihtoa.