Parhaillaan RNA-simulaation parissa työskentelevä yliopistotutkija Piia Bartos oli ensimmäinen lääketutkimuksen FinPharma-verkostoon palkattu tutkija. – Toiveena on saada tästä potkua itsenäiselle tutkijanuralle, kertoi Bartos verkoston aloituswebinaarissa.
Finpharma on ensimmäinen lääketutkimuksen kansallinen yhteistyö- ja tutkimusverkosto, jossa ovat mukana kaikki farmasian koulutus- ja tutkimusyksiköt Suomessa: Helsingin yliopisto, Itä-Suomen yliopisto ja Åbo Akademi. Monitieteinen verkosto tähtää Euroopassa farmaseuttisen lääketutkimuksen kymmenen kärkeen kehittämällä uudenlaisia lääkehoitoja kasvaviin terveyshaasteisiin, kuten ikääntymisen aiheuttamiin aivojen ja sydämen rappeumasairauksiin.
FinPharma myös tarjoaa ansioituneille tutkijoille ainutlaatuisen mahdollisuuden päästä tekemään pitkäjänteistä alan tutkimusta ja kerryttämään osaamistaan alan huippututkijoiden kanssa. Verkostoon on palkattu Suomen Akatemian PROFI-rahoituksella kuusi tutkijaa, joista yliopistotutkijat Piia Bartos ja Tatu Lajunen työskentelevät Itä-Suomen yliopistossa. Lajusen tehtävä on yhteinen Helsingin yliopiston kanssa, missä hän toimii puolet työajastaan. FinPharman aloituswebinaarissa loppusyksystä 2020 verkoston tutkijat valottivat tutkimusaiheitaan.
Simulaatiolla ja virtuaaliseulonnalla kiinni RNA-häirintään ja -aktivaatioon
Bartos työskentelee professori Antti Poson johtamassa molekyylimallinnuksen ja lääkeainesuunnittelun tutkimusryhmässä Kuopion kampuksella. Tutkimustyössään hän pyrkii kehittämään lääkeaineita, jotka vaikuttaisivat elimistössä geenien ilmentymistä ja sitä kautta eri proteiinien tuotantoa estävien tai aktivoivien pienten RNA-molekyylien tavoin. – Niiden aikaansaamat RNA-häirintä ja RNA-aktivaatio ovat soluille tärkeitä mekanismeja, jotka kiinnostavat myös lääketutkijoita. Ensimmäiset RNA-häirintään perustuvat lääkkeet ovat jo markkinoilla ja monia muita, myös RNA-aktivaatioon perustuvia edennyt potilaskokeisiin. Kohteena ovat usein perinnölliset sairaudet tai syövät, joissa taustalla on poikkeavaa proteiinintuotantoa.
RNA-molekyylejä on vaikea hyödyntää hoidoissa muun muassa niiden nopean hajoamisen vuoksi. Lääkekehityksen kannalta Bartos pitääkin kiinnostavina niin sanottuja argonauttiproteiineja ja niistä erityisesti Ago2-proteiinia. Se muodostaa pienten RNA-molekyylien kanssa geenien ilmentymistä estäviä tai aktivoivia komplekseja, jotka voivat hyödyntää vielä muita proteiineja vaikutustensa aikaansaamiseksi. – Ei kuitenkaan tiedetä, miten eri Ago2-RNA-kompleksit tämän tekevät. Tässä tullaan omalle mukavuusalueelleni eli tietokoneavusteiseen lääkeainesuunnitteluun. Molekyylidynamiikkasimulaation avulla voimme tehdä ”videoita” Ago2-RNA-kompleksien liikkeistä ja vertailla geenejä aktivoivien ja hiljentävien kompleksien eroja.
Virtuaaliseulonnan avulla tutkimusryhmä on myös löytänyt mahdollisia lääkeaineita, joilla voitaisiin vaikuttaa kompleksien toimintaan. Sopivilta vaikuttavia yhdisteitä on testattu A.I. Virtanen -instituutissa akatemiaprofessori Seppo Ylä-Herttualan ryhmässä menetelmän hyödyntämiseksi verisuonten kasvun säätelyyn sydän- ja verisuonisairauksien sekä syövän hoidossa.
Lääkkeet perille valoaktivoituvilla liposomikuljettimilla
Lajunen puolestaan tutkii lääkkeiden saattomenetelmiä, ja Kuopiossa professori Arto Urtin ryhmässä tehtävä tutkimus liittyy erityisesti silmälääkintään. – Varsinkin silmän takaosan sairaudet, kuten silmänpohjan ikärappeuma, yleistyvät väestön ikääntyessä. Ne eivät ole hengenvaarallisia, mutta heikentävät huomattavasti ikääntyvien elämänlaatua, Lajunen totesi webinaarissa.
Hoidon haasteena on lääkkeen kohdentaminen juuri oikeaan paikkaan silmässä ja lääkeaineen vapauttaminen hallitusti, niin että se vaikuttaa tarvittavan ajan. Tähän tarkoitukseen lupaavilta näyttävät Lajusen kehittämät nanokokoiset liposomikuljettimet, jotka kuljettavat lääkkeen kohteeseensa ja vapauttavat sen valoaktivaation avulla. Silmän lisäksi ne soveltuvat lääkekuljettimiksi muihinkin kudoksiin ja esimerkiksi syöpäkasvaimiin.
Valoaktivointia varten liposomeihin voidaan pakata esimerkiksi indosyaniinivihreää, joka on tavallinen varjoaine lääketieteellisessä kuvantamisessa. Se muuttaa valoenergiaa lämmöksi, mikä puolestaan saa liposomin vapauttamaan lääkeaineen. – Lähi-infrapunavalolla valoaktivaatio voidaan ulottaa syvällekin kudoksiin turvallisesti.
Tutkijat ovat myös saaneet lisättyä liposomikuljetinten stabiiliutta päällystämällä ne hyaluronaanilla.
Valoaktivoituvien liposomikuljetinten kohdistamista silmään ja syöpäkasvaimeen on testattu eläinmalleilla Kuopion ja Helsingin lisäksi Tokion farmaseuttisessa yliopistossa, missä Lajunen on viime vuosina toiminut apulaisprofessorina.
Lajunen on myös yksi päätutkijoista Ylä-Herttualan johtamassa, Suomen Akatemian lippulaivaohjelmaan valitussa GeneCellNano-osaamiskeskittymässä, jonka tavoitteena on vauhdittaa uusien biologisten lääkkeiden tuomista kroonisten sairauksien hoitoon.
Itä-Suomen yliopiston farmasian laitoksen johtaja, professori Jarkko Ketolainen kertoi FinPharma-webinaarissa myös lyhyesti yliopiston monitieteisestä lääkekehityksen tutkimusyhteisöstä. Urtin ja Poson johtamassa DrugTech-yhteisössä on mukana kymmenen tutkimusryhmää ja sata tutkijaa. – Lääkekehityksen keskiössä ovat erityisesti silmätaudit, neurologiset sairaudet, sydän- ja verisuonitaudit sekä syövät. Lääkeainesuunnittelun ja lääkkeensaaton osaamista on vahvistettu FinPharman tutkijanpaikoilla, Ketolainen totesi.
Lue lisää:
Molekyylimallinnuksen ja lääkeainesuunnittelun tutkimusryhmä
