Metabolomiikkaa käytetään laajalti lääketieteellisessä tutkimuksessa kudosnesteiden aineenvaihdunnan lopputuotteiden eli metaboliittien määrittämiseen. Metabolomiikan avulla voidaan tutkia myös syljen pienikokoisia metaboliitteja. Näin saadaan uutta tietoa suun fysiologiasta ja patologiasta sekä koko elimistön metaboliamuutoksista ja -reiteistä.
Suuontelo erilaisine kudoksineen ja lukuisine mikro-organismeineen muodostaa hyvin monimutkaisen metabolisen järjestelmän. Sylki toimii suuontelon merkittävimpänä puolustustekijänä, ja siinä tapahtuvia muutoksia voidaan tutkia nykymenetelmillä tarkasti. Uusien menetelmien, kuten massaspektrometrian ja magneettiresonanssispektroskopian (NMR, nuclear magnetic resonance) etuina on, että ne tunnistavat samasta näytteestä yhtäaikaisesti useita pienikokoisia metaboliitteja yksittäisten aineenvaihduntatuotteiden sijaan. Lisäksi sylkinäytteen otto on muihin kudosnestenäytteisiin verrattuna helppoa ja edullista, ja näytteenotto voidaan toistaa useamman kerran päivässä.
Syljen metabolomiikka siis tarjoaa tietoa syljen ja sitä kautta koko suun metaboliasta ja siinä tapahtuvista muutoksista. Tietyt syljen metaboliitit voivat toimia sekä suusairauksien että yleissairauksien biomerkkiaineina. Syljen metaboliitit myös toimivat diagnostisina apuvälineinä, joiden perusteella on mahdollista ennustaa sairauksien riskiä. Lisäksi metaboliamuutosten avulla voidaan seurata taudin kulkua sekä lääkityksen tai muun hoidon vaikutuksia.
Pieni osa syljen metaboliiteista toimii suoraan systeemisten sairauksien biomerkkiaineina; sen sijaan näiden metaboliittien pääasialliset lähteet ovat suun metaboliareittien tuottamia. Suun mikrobit tuottavat merkittävän osan syljen metaboliiteista. Mikrobien sekvensointi ei kuitenkaan anna tietoa mikrobien metabolisesta toiminnasta eikä niiden pienimolekyylisistä aineenvaihduntatuotteista.
Suun tulehdussairaudet muuttavat syljen metaboliaprofiilia siten, että tulehdusmerkkiaineiden määrä lisääntyy. Esimerkiksi parodontiittipatogeenit tuottavat lyhytketjuisia rasvahappoja (SCFA, short chain fatty acid), joita olemme pystyneet osoittamaan syljestä NMR-tekniikalla omassa laboratoriossamme. SCFA:t ovat elimistön immunomodulaattoreita, jotka säätelevät immuunijärjestelmää ja toimivat signalointimolekyyleinä koko elimistössä. Syljen metaboliitit pääsevät elimistöön suoraan tulehtuneen ikenen kautta tai nieltäessä. Proteolyyttisten bakteerien tuottamat metaboliitit on yhdistetty suolistosairauksiin ja aivotoimintojen häiriöihin, kuten muistisairauksiin. Nykykäsityksen mukaan suun levyepiteelisyövän syntyyn liittyvät osaltaan suun mikrobiomissa tapahtuvat muutokset. On näyttöä myös siitä, että suusyöpäpotilaiden syljen metaboliaprofiili on muuttunut.
Suusairauksien ohella myös yleissairauksiin liittyy syljen metaboliaprofiilin poikkeavuuksia. Suun metaboliittien merkityksestä elimistön matala-asteisen tulehduksen ylläpitäjänä tarvitaan lisätutkimuksia. Huolimatta lupaavista tuloksista myös sylkinäytteiden tutkimiseen käytettäviä nykymenetelmiä pitää kehittää edelleen.
Syljen metabolomiikan ja bioinformatiikan yhdistäminen muun muassa kliinisiin tietoihin tarjoaa valtavasti uutta tietoa suussa tapahtuvasta fysiologisesta ja patologisesta aineenvaihdunnasta. Syljen metaboliatutkimus onkin tärkeä voimavara suulääketieteen tutkijoille, jotka selvittävät suun sairauksien vaikutuksia koko elimistöön ja päinvastoin.
Salivary metabolomics in the diagnosis and monitoring of neurodegenerative dementia
Eelis Hyvärinen1, Eino Solje2,3, Jouko Vepsäläinen4, Arja Kullaa1, Tuulia Tynkkynen4
1 Suulääketiede, Hammaslääketieteen yksikkö, Lääketieteen laitos, Itä-Suomen yliopisto
2 Aivotutkimusyksikkö, Lääketieteen laitos, Itä-Suomen yliopisto
3 Neurologian klinikka, Kuopion yliopistollinen sairaala
4 NMR-laboratorio, Farmasian yksikkö, Itä-Suomen yliopisto
Metabolites 2023; 13(2): 233. Julkaistu verkossa 4.2.2023. doi.org/10.3390/metabo13020233
Oral sources of salivary metabolites
Eelis Hyvärinen1, Bina Kashyap1, Arja Kullaa1
1Suulääketiede, Hammaslääketieteen yksikkö, Lääketieteen laitos, Itä-Suomen yliopisto
Metabolites 2023; 13(4): 498. Julkaistu verkossa 28.3.2023. doi.org/10.3390/metabo13040498
