Hedelmättömyys – sairautta vai geneettistä yhteensopimattomuutta?

Parinvalinnalla on perinteisesti ymmärretty, että yksilöt kilpailevat keskenään päästäkseen lisääntymään – ja siinä se. Tuoreempi näkökulma on, että valintaa tapahtuu myös pariutumisen jälkeen lisääntymiselimistössä sukusolujen välillä.

Akatemiatutkija, apulaisprofessori Jukka Kekäläinen Itä-Suomen yliopistosta tutkii, millaisilla mekanismeilla naisen elimistö pystyy valikoimaan siittiöitä. Tutkimuksen eräänä päätavoitteena on myös tutkia mahdollisuutta, että hedelmöittyminen on riippuvainen sukusolujen geneettisestä yhteensopivuudesta.

"Evoluutiobiologiassa tunnetaan käsite naaraan piilovalinta. Se tarkoittaa, että naaraan lisääntymiselimistö pystyy parittelun jälkeen vaikuttamaan siihen, mikä tarjolla olevista siittiöistä hedelmöittää munasolun. Ilmiöstä ei ole kokeellisia todisteita sisäisesti hedelmöittäviltä lajeilta, eikä sen molekyylitason mekanismeja vielä ymmärretä. Ihmisen osalta asiaa ei ole aiemmin tutkittu ollenkaan."

Kekäläisen hankkeessa julkaistut tulokset näyttivät, että ilmiö on todellinen ihmisellä. Kaikki miehet ja naiset eivät ole yhtä yhteensopivia sukusolujen tasolla.

Annalaura Jokiniemi (vas), Aleksandra Łukasiewicz ja Tanja Turunen perehtyvät akatemiatutkija Jukka Kekäläisen (edessä) hankkeen aiheeseen Ihmisen sukusolujen yhteensopivuuden molekulaarinen ja immunologinen perusta. R’Life-ohjelman hanke Kohti hedelmöittymisen ja seksuaalivalinnan molekyylitason ymmärtämistä jatkuu myös vuoteen 2022. (Kuva: Kekäläisen albumista)

Sukusolut "panostavat" jälkeläisen immunologiaan

Miksi mikä tahansa siittiö olisikaan täydellinen pari mille tahansa munasolulle? Kekäläisen tutkimuksessa ajatus on, että naisen elimistö torjuu siittiöitä, joista voisi koitua jälkeläisille immunologisia tai muita haittoja.

"Tarkastelimme laboratorio-olosuhteissa, vaikuttavatko eri naisten munarakkulaneste ja kohdunkaulan lima eri miesten siittiöiden hedelmöityskykyyn eri tavoin. Kyllä. Hedelmöityskyky tosiaan vaihteli eri mies–nais-yhdistelmissä. Siittiöiden liikkuvuus ja elinkyky olivat parhaita HLA-immuunigeeneiltään erilaisissa pareissa."

Kekäläisen tutkimusryhmä osoitti siis ensimmäisenä, että jälkeläisten immuunipuolustuksen optimointia tapahtuu sukusolujen tasolla. Alustavien löydösten mukaan myös muut immuunijärjestelmän geenit voivat vaikuttaa sukusolutason parinvalintaan.

"On syytä pohtia, millä muilla mekanismeilla naisen immuunijärjestelmä osallistuu lisääntymisen säätelyyn ja parinvalintaan."

Parinvalintaan vaikuttavat usein näyttävät ornamentit, kuten kuvan mutukoiraalla. Seksuaalivalinta jatkunee parittelun jälkeen vielä naaraan lisääntymiselimistössä molekyylitason signaloinnin avulla. (Kuva: Kekäläisen albumista)

Sukusolujen ohjailun mekanismit lienevät monimutkaisia

Tiedeuutisia seuranneet muistavat, että HLA-geeneiltään riittävän erilainen mies tuoksuu naisen mielestä miellyttävältä. Onkin pohdittu, että tällaisenkin mekanismin kautta parinvalinta antaisi jälkeläisille riittävän monipuoliset HLA-geenit. Monipuolisuus edistää osaltaan hyvän immuunipuolustuksen kehittymistä.

Lienee kuitenkin turha toivoa, että geneettinen yhteensopivuus ratkeaisi miehen kainaloa nuuhkaisemalla. Kekäläisen oletuksena on, että immuunijärjestelmä osallistuu urakkaan laajemmin.

"Yhteensopivuutta tuskin voidaan ennustaa pelkästään HLA-geeneistä. Siksi tutkimme muitakin ehdokasgeenejä. Lisääntymiselimistön valintaprosesseilla luultavasti on laajempi immunologinen perusta."

Siittiöiden torjumisen lisäksi naisen lisääntymiselimistön nesteet voivat houkutella tietynlaisia siittiöitä ja ohjata niitä munasolun luo. "Ohjailun" mekanismeja ei tunneta kovinkaan hyvin.

"On oletettu, ettei kypsä siittiö pysty ilmentämään geenejään. Me tutkimme, voiko siittiöiden geenien ilmentyminen sittenkin aktivoitua naisen lisääntymisjärjestelmässä. Jos näin käy, se auttaisi ymmärtämään sukusolutason parinvalintaa, geneettistä yhteensopivuutta ja hedelmöittymistapahtumaa täysin uudessa valossa."

Vaaka-akseli kuvaa miehen ja naisen HLA-geenien erilaisuutta. Pystyakseli taas kuvaa siittiöiden elinkykyä naisten kohdunkaulan limassa. HLA-geenialueiden erilaisuudeall havaittiin olevan yhteys siittiöiden parempaan elinkykyyn naisen lisääntymiselimistössä. (Kuva: Jokiniemi et al. 2020. Proc. R. Soc. B 287: 20201682.)

Apua hedelmättömyyshoitoihin

Kekäläisen hankkeissa on imitoitu naisen lisääntymiselimistön kemiallisia olosuhteita laboratoriossa. Toiveena on parantaa hedelmättömyyden diagnostiikan luotettavuutta.

Hankekuvauksen mukaan noin 13­­–18 prosenttia lisääntymisikäisistä pareista törmää lastenhankinnassa ongelmiin. Keinohedelmöityksessä raskaaksi tuleminen epäonnistuu usein ja hedelmättömyyden syy jää epäselväksi jopa 30-40 prosentissa tapauksista.

Hedelmättömyysongelmat luokitellaan miehestä tai naisesta johtuviin patologisiin tekijöihin. Entä jos sukusolujen valintamekanismi heikentää tai jopa estää hedelmöityksen?

"Ongelmien takana ei ehkä aina ole sairaus vaan evolutiivinen valintamekanismi, joka pyrkii varmistamaan sukusolujen geneettisen yhteensopivuuden ja sitä kautta jälkeläisten optimaalisen immuniteetin.”

Ilmiön ymmärtäminen edistäisi hedelmättömyyshoitojen räätälöintiä kunkin parin yksilöllisiin tarpeisiin.

Kekäläinen tutkii laboratorio-olosuhteissa ihmisten siittiöiden ja munasolujen yhteensopivuutta. CASA-laitteella (oik.) mm. siittiöiden uintinopeudesta ja uintiradan muodosta saadaan tietoa siittiöiden liikkeestä solukohtaisesti.  (Kuva: Kekäläisen albumista)

Tutkimus toteutuu näytteenantajien ja rahoittajien tuella

"Suomi on erittäin tutkimusmyönteinen maa. Arkaluonteiseen hankkeeseen ei luultavasti olisi saanut tutkimuslupaa monessakaan maassa."

Tutkimuksen mahdollistavat näytteet saadaan Pohjois-Karjalan keskussairaalan ja Kuopion yliopistosairaalan hedelmättömyyspoliklinikoilta, yksityiseltä InOva-klinikalta sekä muilta vapaaehtoisilta luovuttajilta. Kekäläinen haluaakin esittää suuret kiitokset kaikille tutkimukseen osallistuneille näytteenantajille.

Uuden ja haastavan aiheen parissa akatemiarahoituksen merkitys korostuu.

"Uusien molekyylitason signalointimekanismien tutkiminen on kallista ja tutkimusrahoitus jatkuva huolenaihe. Ilman kahta Suomen Akatemian rahoitusta työn edistäminen olisi saattanut olla mahdotonta. Hienoa, että Akatemiassa nähtiin ennen tutkimattoman ilmiön arvo hyvin aikaisessa vaiheessa."

Kuuntele lisää tutkimuksesta Yle Areenasta.

Kekäläinen nosti ruijanpallaksen Jäämerestä Norjasta. Kalastus ja luonnossa oleilu irrottaa ajatukset työasioista ja rentouttaa. Kekäläinen on pohjakoulutukseltaan biologi. (Kuva: Kekäläisen albumista)

Teksti: Nina Mäki-Kihniä
Kuvat: Jukka Kekäläisen arkisto