Uusia lääkeaineita metsästä ja merestä

18.6.2013

Luonnosta löytyi lääkkeitä poppamiesten käyttöön jo tuhansia vuosia sitten. Luonto on aarreaitta vieläkin, ja kemistit pystyvät nyt muokkaamaan lääkeainemolekyylin rakennetta haluamallaan tavalla, jotta lääke toimisi entistä paremmin.

Maapallosta 70 prosenttia on meren peitossa ja metsä kattaa pinta-alasta kymmenesosan. Meristä löytyy 230 000 tunnistettua eliölajia ja tuntemattomia vielä sitäkin enemmän. Tämä luo esimerkiksi lääkekehitykselle valtavan resurssin erityyppisten kemiallisten rakenteiden muodossa.

Helsingin yliopiston farmaseuttisen kemian osaston professori Jari Yli-Kauhaluoma kertoo, että viimeisten 25 vuoden aikana markkinoille tuoduista 1200 uudesta lääkkeestä noin puolet on jollakin tavoin lähtöisin luonnonaineesta, vähemmistö tosin suoraan.

"Harvoin luonnonaine sellaisenaan päätyy lääkinnälliseen käyttöön”, sanoo Yli-Kauhaluoma. ”Yleensä se vaatii kemiallisen muokkauksen, jossa lääkkeen tehoa ja imeytymistä parannetaan, ja toksisuutta ja sivuvaikutuksia vähennetään. Muokkaamalla etsitään molekyylin rakenteesta pienin mahdollinen osa, joka on vastuussa aineen biologisesta aktiivisuudesta. Tällä hetkellä luonnonaineista löytyy vielä paljon suurempi kemiallisten rakenteiden diversiteetti kuin synteettisesti pystytään valmistamaan, mutta synteettinen kemia lähestyy tässä suhteessa luontoa".

Jotkin tunnetuista lääkkeistä ovat hyvin vanhoja, kuten malarialääkkeenä pitkään käytetty kiniini. Kiniini on peräisin kiinapuun kuoresta ja sen vaikutus havaittiin jo Kolumbuksen löytöretkien aikoihin. Perimätiedon avulla ja kansanparantajia seuraamalla on historian saatossa löydetty myös muita tehokkaita lääkeaineita.

Myös eläinten käyttäytymisestä voidaan saada vinkkejä mahdollisista lääkekasveista, kuten toimittiin hiljan Ugandassa seuraamalla, kuinka simpanssit lääkitsevät lajitovereitaan.

"Kun haetaan uusia mahdollisia lääkeaineita, kannattaa tutkia hyödyllisiä aineita tuottavien lajien sukulaislajeja, ja näissä tapauksissa haetaan kemialliselta rakenteeltaan toisiaan muistuttavia sukulaisyhdisteitä", sanoo professori Yli-Kauhaluoma.

1960-luvulla toteutettiin Yhdysvalloissa laaja syöpälääkeseulonta, josta on peräisin muutamia yhä käytössä olevia syöpälääkkeitä, esimerkiksi lännenmarjakuusen tuottama taksoli. Samantyyppisessä seulonnassa löydettiin pehmytkudossyöpään tehoava trabekteniini, joka on esimerkki luonnonaineista eristettyjen yhdisteiden yleisestä ongelmasta: Vaikuttavaa ainetta on eliössä hyvin pieniä määriä. Trabekteniinia löytyy meressä elävästä vaippaeläimestä, mutta vain yksi gramma tuhatta kiloa kohti. Tällaisten häviävän pienten määrien valmistus lääkkeeksi on paitsi hyvin työlästä myös ekologis-eettisesti kyseenalaista. Joten synteettistä lääkeainekemiaa kutsutaan apuun.

Lääkettä metsäteollisuuden jätteestä

Sellutehtailla syntyy suuret määrät koivuntuohta tarpeettomana sivutuotteena, siis jätteenä. Tuohen kuivapainosta 30 % on betuliinia, ja sitä syntyy sellutehtailla Suomessa 3000 tonnia vuodessa. Helsingin yliopiston farmasian tiedekunta on ollut mukana tutkimuskonsortiossa, joka 10 vuotta sitten käynnisti tutkimuksen tavoitteenaan löytää tapoja hyödyntää tuohijätettä ja saada sille lisäarvoa.

Professori Yli-Kauhaluoman tutkimusryhmä on tutkinut betuliini-johdannaisten mahdollista käyttöä leishmaniaasi-taudin lääkkeenä. Leishmania-loisen aiheuttama vaikea, hoitamattomana kuolemaan johtava tauti on yleinen tietyillä alueilla eteläisellä pallonpuoliskolla Aasiassa, Afrikassa ja Etelä-Amerikassa. Tällä hetkellä olemassa olevalla lääkkeellä on vakavia sivuvaikutuksia, eikä lääke edes ole ollut useimpien tautiin sairastuneiden ulottuvilla, koska sitä pystytään annostelemaan potilaalle vain sairaalassa. Lääketehtailla ei myöskään ole ollut kiinnostusta kehittää uusia lääkkeitä tähän maapallon köyhien alueiden tautiin.

Koivuntuohen ja betuliinin yhteys leishmaniaasiin löytyi kun huomattiin, että Amazonin sademetsien liaanit tuottavat betuliinin kaltaista yhdistettä, vaikka pienempiä määriä kuin koivu, ja kyseisillä liaaneilla oli havaittu leishmaniaasin vastaista vaikutusta.

"Koska olemme akateeminen tutkimusryhmä, emme ole suoraan kustannusvastaavia kaupallisen yrityksen tavoin. Siksi voimme tutkia harvinaisempia tauteja, kuten leishmaniaasia, ja tuoda lääkekehitykseen uusia ideoita ja tässä tapauksessa uusia kemiallisia runkorakenteita", selvittää Yli-Kauhaluoma.

"Betuliini itsessään ei voi toimia lääkeaineena kemiallisten ominaisuuksiensa vuoksi", kertoo Yli-Kauhaluoma. Sen tähden valmistimme 300 eri betuliinijohdannaista ja testasimme niiden tehon Leishmania-loisen tuhoamisessa. Yhteistyökumppanina tässä projektissa meillä on ollut tutkimusryhmä Jerusalemin yliopistosta. Testit osoittivat yhden valmistamistamme betuliinijohdannaisista toimivan yhtä tehokkaasti kuin positiivisena kontrollina käyttämämme tämän hetkinen leishmaniaasi-lääke amfoterisiini-B.

Lääkekandidaattia ei ole kuitenkaan vielä testattu eläimissä. Yli-Kauhaluoma kertoo, että syntetisoidun johdannaisen kemiallista rakennetta täytyy eläinkokeita varten vielä hieman optimoida lisää.

Merissä vielä paljon tutkittavaa

Merien ekosysteemit ja niiden eliöstö kattaa maapallosta valtaosan. Vaikka paljon jo tiedetäänkin, suurin osa meriekosysteemeistä on ihmiselle vielä tuntematonta aluetta. Puhtaan tiedonjanon sammuttamisen lisäksi pinnan alle kätkeytyy paljon hyödynnettäviä mahdollisuuksia. Kolmas hyvä syy merien tutkimiseen on juuri ihmisen toiminta, koska se on monin paikoin vaarantanut meriekosystemien terveyden.

Merentutkimushanke Marex starttasi EU:n seitsemännessä puiteohjelmassa vuonna 2010. Nelivuotisen hankkeen tutkimuskonsortioon osallistuu 100 tutkijaa 19 yliopistosta tai tutkimuslaitoksesta 13 eri maasta, ja farmasian tiedekunta Helsingin yliopistosta toimii sen koordinaattorina.

"Marex-hankkeen tavoitteena on kartoittaa vielä tuntemattomia merieliöitä ja löytää niistä uusia biologisesti aktiivisia yhdisteitä. Niitä voidaan hyödyntää monentyyppisessä teollisuudessa: kosmetiikassa, lääkekehityksessä, funktionaalisissa elintarvikkeissa, erityyppisissä biosensoreissa. Hankkeen tavoitteena on myös selvittää voidaanko lupaavia yhdisteitä tuottavia eliöitä kasvattaa kestävän kehityksen menetelmin tai voidaanko yhdisteitä valmistaa synteettisesti."

"Helsingin yliopisto keskittyy hankkeessa lääkeainesovelluksiin. Osallistuvilla ryhmillä oli jo hankkeen alussa paljon tutkimattomia uutekirjastoja. Olemme testanneet uutteita ja jos uutteesta on löytynyt haluamamme aktiivisuus, olemme jakaneet uutteen jakeiksi erilaisin kemiallisin erotusmenetelmin. Sen jälkeen kukin jae voidaan testata tutkimuskonsortiosta löytyvillä 200 biologisen aktiivisuuden testausmenetelmällä. Tähän mennessä olemme saaneet lupaavimpia testituloksia mikrobi- ja syöpäsoluvastaisissa kokeissa”, Yli-Kauhaluoma kertoo.

"Verrattuna esimerkiksi betuliini-projektiin Marex-hanke on vielä alkuvaiheessa, ja tavoitteena on tällä hetkellä löytää uusia aihioita mahdolliseen lääkekehitykseen".

Teksti: Katri Pajusola
Henkilökuva: Veikko Somerpuro
Muut kuvat: Pixmac.fi

Julkaistu alun peron A propos -verkkolehdessä.

Viimeksi muokattu 4.5.2015
Seuraa meitä:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
YHTEYSTIEDOT, LASKUTUS  JA
REKISTERISELOSTEET»
KYSYMYKSET JA PALAUTE »