Sture Andersson, Olli Pitkänen-Argillander ja Outi Mäkitie

Pieni keskonen – iso data-- (Sture_Andersson.jpg)

Lastenklinikalla on käynnissä useita tutkimuksia pikkukeskosista imeväisikäisiin. Professori Sture Anderssonin ryhmä tutkii pikkukeskosten hoitotuloksia koneoppimisen avulla.

Pikkukeskosten hoito on monimutkaista ja kallista.
HUS Lastenklinikalla on jo tällä hetkellä dokumentoituna yli kahden tuhannen pikkukeskosen tiedot digitaalisessa muodossa.

– Big data -tekniikan avulla pikkukeskosilla voidaan tunnistaa tapahtumia, jotka altistavat heitä komplikaatioille. Kehitämme tekoälyyn perustuvia algoritmeja ennustamaan entistä paremmin näitä komplikaatioita, Sture Andersson sanoo.

Tutkimuksen tulokset syntyvät yhdistämällä tietoja pikkukeskosten kliinisestä seurannasta, kuvantamistutkimuksista (esimerkiksi keskushermoston MRI) ja erilaisista rekistereistä (Pienet keskoset, Hilmo, Kela). Tämä edellyttää sekä kliinistä osaamista että IT- ja tekoälyn tekniikan tietämystä.

– Lastenklinikan vastasyntyneiden teho-osaston digitaalisessa tietojärjestelmässä on kansainvälisestikin laaja ja täsmällisesti dokumentoitu materiaali pikkukeskosista. Lisäksi Suomen kattava rekisteritoiminta mahdollistaa potilaiden seurannan, Andersson toteaa.

Tutkimuksen tavoitteena on kehittää hoidon laatua ja ottaa käyttöön uusia diagnostisia menetelmiä.

Ryhmä käynnistyi vuonna 2012 ja tekee yhteistyötä Aalto-yliopiston ja HUS IT-osaston kanssa. Vuosina 2013–2017 ryhmä tutki keskosten sepsiksen ennustettavuutta yhdessä IBM:n kanssa.

Miten paljon vauva tarvitsee D-vitamiinia?

Professori Sture Anderssonin ja professori Outi Mäkitien tutkimusryhmä selvittää D-vitamiinin vaikutuksia etenkin imeväisikäisen luustoon, lapsen kasvuun, vastustuskykyyn ja infektioihin sekä psyykkiseen kehitykseen.

– D-vitamiini vaikuttaa useimpiin soluihimme, ja sillä on etenkin lapsuudessa merkittävät vaikutukset luustoon sekä myös immuniteettiin ja kasvuun. Tutkimme sitä, mikä on riittävä D-vitamiinitaso tuottamaan positiivisia terveysvaikutuksia imeväisikäisillä, Sture Andersson toteaa.

Kliinisessä kokeessa (VIDI) annettiin 975 terveelle lapselle joko 10 mikrogrammaa tai 30 mikrogrammaa D-vitamiinia päivässä kahden viikon ikäisestä kahteen ikävuoteen asti. Kokeessa havaittiin, että luuston kehityksen ja infektioiden määrän rajoittamisen suhteen imeväisille 10 mikrogrammaa D-vitamiiniä päivässä oli yhtä hyvä kuin suurempi päiväannos.

Jatkossa tutkijat selvittävät tilastollisesti samassa kohortissa D-vitamiinin vaikutusta allergiaan, rokotusvasteeseen, virus- ja bakteerikolonisaatioon sekä lapsen psykososiaaliseen kehitykseen.

– Suomessa normaali 10 mikrogramman D-vitamiinilisä kahden viikon iästä kahteen ikävuoteen asti on riittävä eikä lisäannoksesta näin ole hyötyä lapselle.

Projektista on ilmestynyt tähän mennessä yhdeksän julkaisua. Vuonna 2010 käynnistyneessä tutkimusryhmässä on sekä neonatologian, lasten endokrinologian, infektiotautien, ravitsemuksen että genetiikan osaamista.

 

Hengitysteiden nesteen kuljetus-- (Olli_Pitkänen-Argillander.jpg)

Neonatologian professori Sture Anderssonin ja lastenkardiologi Olli Pitkänen-Argillanderin tutkimusryhmä selvittää ainutlaatuisessa tutkimuksessa vastasyntyneiden hengitysteiden nesteen kuljetusta ja sen osuutta sydänleikkauksen jälkeisessä keuhkoödeemassa oikeilla potilailla.

Aiemmin tällaisia fysiologisia tapahtumia on tutkittu pääasiassa solualustalla tai eläimillä.

Andersson ja Pitkänen-Argillander ja translationaalinen tutkimusryhmä tuovat perustutkijan havainnot potilaiden ja terveiden ihmisten tutkimukseen. He alkoivat jo 1990-luvun lopulla tutkia hengitysteiden nestekuljetusta vastasyntyneellä. Tässä vaiheessa ihminen on vasta sopeutumassa kohdunsisäisestä elämästä ilmahengittäjäksi.

Sikiöaikaisen nesteen poistuminen keuhkoista on välttämätöntä vastasyntyneelle.

Lastenkardiologi Pitkänen-Argillanderin johdolla ryhmä alkoi 2010-luvulla selvittää hengitysteiden nesteenkuljetuksen osuutta lasten sydänleikkauksen jälkeisen keuhkoödeeman synnyssä ja parantumisessa. Dosentti Otto Helve on laajentanut hengitysteiden nesteenkuljetuksen tutkimusta myös lasten infektiotauteihin. Lisäksi tutkimusyhteistyötä tehdään HUS Lastenklinikan neonatologien, keuhkolääkäreiden ja sydänanestesiologien kanssa.

– Nestekuljetus perustuu pääasiassa natriumionien aikaansaamaan osmoottiseen veden kuljetukseen ilmatilasta kohti soluvälitilaa ja edelleen verenkiertoon ja imunestekiertoon. Tutkimme natriumioneja kuljettavaa hengitysepiteelin kanavaa limakalvon ionivirtamittauksilla ja geenitekniikoilla, Pitkänen-Argillander kertoo.

Tärkeitä geenilöytöjä

Ryhmä on 2000-luvun alussa ollut eturintamassa löytämässä hengitysepiteliaalista ENaC-kanavaa koodittavaa geeniä. Tutkimusryhmä on myös jo osoittanut, että ennenaikaisesti syntyneillä keskosilla ja vastasyntyneen hengitysvaikeusoireyhtymässä (RDS) hengitysteiden nestekuljetus on kehittymätöntä, ja että keuhkojen ultraäänellä arvioituna keuhkonestemäärä poistuu hitaammin sektion kuin alatiesynnytyksen jälkeen.

Syanoottista synnynnäistä sydänvikaa sairastavilla lapsilla on suurentunut riski saada sydänleikkauksen jälkeen keuhkoödeema. Keuhkonesteen määrää voidaan sydänleikkauksen jälkeen arvioida thorax-kuvan ohella myös keuhkojen ultraäänitutkimuksella.

Kiehtovia tutkimuskysymyksiä

Tutkijat haluavat selvittää muun muassa, voitaisiinko keuhkojen ultraäänikuvantamisen avulla arvioida keuhkonestettä kliinisessä potilastyössä.

Ryhmä etsii vastausta myös hengitysteiden tulehdusvälittäjäaineiden rooliin sydänleikkauksen jälkeisissä tiloissa. Entä miten sukupuoliero ilmenee keskeisten kuljetuskanavien geeniekspressiossa? Poikien tiedetään olevan alttiimpia vastasyntyneen hengityspulmille.

Tutkimuspilotissa selvitetään RS-virusinfektiota sairastavien imeväisten hengitysteiden nesteen kuljetusta ja poikkeavuuksia. Ja mikä onkaan Cl-ionikavanien rooli syntymän jälkeisessä keuhkonesteen poistumisessa?

– Koska keuhkojen tutkiminen ultraäänitutkimuksella on nopeaa ja helppoa, toivomme, että se tulevaisuudessa olisi osa päivittäistä työskentelyä sekä vastasyntyneiden että isompien lasten teho-osastoilla, Pitkänen-Argillander sanoo.

Tutkimusryhmään kuuluu tällä hetkellä väitöskirjatutkija, post doc-tutkijoita sekä senioritutkija. Biomedicumin laboratoriossa työskentelee kokenut laborantti.

 

Yhteystiedot
Sture Andersson
HUS, Lasten ja nuorten sairaudet
sture.andersson(a)hus.fi

Olli Pitkänen-Argillander
HUS, Lasten ja nuorten sairaudet
olli.pitkanen-argillander(a)hus.fi


Linkkejä tutkimuksiin

Assessment of extravascular lung water by ultrasound after congenital cardiac surgery. Pediatr Pulmonol. 2017 Mar;52(3):345-352. doi: 10.1002/ppul.23531.

Chronic Hypoxemia in Children With Congenital Heart Defect Impairs Airway Epithelial Sodium Transport. Pediatr Crit Care Med. 2016 Jan;17(1):45-52. doi: 10.1097/PCC.0000000000000568.

Lung Ultrasound and Static Lung Compliance during Postnatal Adaptation in Healthy Term Infants. Neonatology. 2015;108(4):287-92. doi: 10.1159/000438453. 

Duration of gestation and mode of delivery affect the genes of transepithelial sodium transport in pulmonary adaptation. Neonatology. 2015;107(1):27-33. doi: 10.1159/000363729.

Delayed lung liquid absorption after cesarean section at term.  Neonatology. 2013;104(2):133-6. doi: 10.1159/000351290. 

Expression of the epithelial sodium channel in airway epithelium of newborn infants de-pends on gestational age. Pediatrics. 2007 Dec;120(6):1311-6.