EN

Mikrosirusta solututkimuksen hyödyllinen renki

26.11.2015

Ympärillämme arjessa on lukematon määrä materiaaleja, joiden terveysvaikutukset ovat tuntemattomia tai joiden vaikutuksista tiedetään vain vähän. Cell clinic-akatemiahankkeessa kehitetään uudenlaisia testimenetelmiä, jossa solujen sähköisellä mittauksella saadaan tarvittavaa tietoa terveytemme tueksi. Fidipro-professori Anita Lloyd Spetz tutkimusryhmineen tekee työtä Suomessa ja Ruotsissa.

”Esimerkiksi nanomateriaaleilla on sellaisia ominaisuuksia, että ne voivat mennä ihon läpi ja hengitysteitse verenkiertoon. Meidän on välttämättä tiedettävä enemmän niiden terveysvaikutuksista. Tällä hetkellä kehittäessämme menetelmää tarkkailemme  muun muassa nanokoon titaniumdioksidin vaikutuksia ihmissoluihin. Sitä käytetään esimerkiksi maaleissa ja aurinkosuojissa,” professori Lloyd Spetz miettii.

Tarvetta paremmille testimenetelmille

Kemikaalien, lääkeaineiden, muovien ja nanomateriaalien terveysvaikutuksia on perinteisesti tutkittu eläinkokeilla, mutta niiden tarpeetonta käyttöä halutaan vähentää, sillä niitä pidetään joiltain osin epäeettisinä ja EU on myös kieltänyt niiden käytön esimerkiksi kosmetiikan testauksessa.

”Toisaalta eläinkokeetkaan eivät ole olleet aina luotettavia, eikä eri eläinlajien herkkyys jollekin aineelle ole aina ollut vertailukelpoista suhteessa ihmiseen,” Lloyd Spetz summaa. Esimerkiksi 1950-60-lukujen talidomidiskandaalin osatekijä olivat jyrsijöillä tehdyt kokeet. Tuhannet lapset vaurioituivat raskauspahoinvointiin tarkoitetun lääkkeen vuoksi, joka ei puutteellisissa eläinkokeissa  ollut osoittautunut ollenkaan vaaralliseksi.

Soluviljelyillä voidaan saada tuloksia, mutta niihinkin liittyy oma murheensa. Soluviljelmät ovat suhteellisen työläitä ja monivaiheisia, suurin ongelma on kuitenkin se, että soluviljelmä häiriintyy mittaamisesta eikä sen seurantaa voi jatkaa enää mittauksen jälkeen.   

Mikrosiru vahtimaan solua

Uuden hankkeen myötä voidaan puhua seuraavan sukupolven soluviljelytekniikasta jossa kapasitanssiantureita sisältävä mikrosiru, sähköinen mittalaite, tutkii soluviljelmän elinkelpoisuutta. 

”Adherentit solut  kiinnittyvät ja levittyvät viljelyalustansa pintaan, kun solut ovat  terveitä,”professori Lloyd Spetz kuvailee. Kun solu sairastuu ja kuolee, se irtoaa viljelypinnasta. Mikrosiru toimii viljelypintana ja solun kiinnittymistä voidaan tarkkailla sähköisesti.

Perinteiseen soluviljelyyn verrattuna menetelmällä on monia etuja: vähemmän työvaiheita, solujen vointia voidaan tarkkailla suoraan tietokoneelta reaaliajassa eikä mittaaminen häiritse solupopulaation toimintaa.  Koska mittaava mikrosirualtistetaan fysiologisille olosuhteille, seuraava haaste on löytää sellainen pakkausmateriaali ja pakkaustekniikka, joka ei ole soluille haitallista, mutta kestää koeolosuhteet, esimerkiksi lämpötilan ja kosteuden.  

”Pakkausteknologia onkin juuri tällä hetkellä se tutkimuksemme kiinnostavin kysymys, miten teemme keraamisesta aineesta 3D-moduuleja, jotka kestävät vettä? Tarvitsemme räätälöityjä kolmiulotteisia pakkauksia mikrosiruille.”

 Nyt meneillään ovat ensimmäiset testit, joissa selvitetään mikrosirun kykyä toimia niin kuin sen pitääkin. Myös mittaussysteemin automaatioastetta halutaan lisätä ja tavoitteena onkin, että lopulta koko systeemin voi viedä laboratoriosta ulos, jolloin ympäristön vaikutusta soluihin voidaan tutkia kentällä oikeissa olosuhteissa.

Sovellukset terveyden edistämiseen

Laitteen sovellutuksilta odotetaan paljon. Nanomateriaalien terveysvaikutusten tutkiminen ja arviointi on tärkeää, sillä niiden biologisista vaikutuksista ei ole vielä tarpeeksi tietoa. Koska nanomateriaalit ovat olleet käytössä pääsääntöisesti vasta 2000-luvulla, mitään pitkiä seurantatutkimuksia ei ole. Toinen suuri ja ihmisen kannalta tärkeä ala on syöpätutkimus. Nyt kehitettävällä menetelmällä voidaan tulevaisuudessa tutkia potilaan syöpäsolunäytteestä, mikä on paras lääke juuri hänelle.

Projektissa ovat mukana Oulun yliopiston Mikroelektroniikan ja materiaalifysiikan laboratoriot, Marylandin yliopisto ja Linköpingin yliopisto. ”Oulussa pakataan mikrosiruja ja testataan niitä soluilla. Maryland toimittaa mikrosirut, Linköping tekee mittausohjelmia ja anturimittauksia.

”Parasta tässä hankkeessa on, että tiede jää elämään. Nelivuotiskausi, on lopultakin lyhyt aika näin mittavassa asiassa. Olen iloinen siitä, että projektissa mukana olevat tutkijat ja opiskelijat vievät tutkimusta eteenpäin ja työmme ei mene hukkaan, kun tämä projekti päättyy”Lloyd Spetz iloitsee.

Teksti ja kuva: Marja Nousiainen

Lisätietoja

Mikä tutkimus?

FiDiPro-professori Anita Lloyd Spetz Oulun yliopistosta kehittää hankkeessaan nanopartikkeleiden potentiaalisesti haitallisten soluvaikutusten havaitsemiseksi yksinkertaisen ja edullisen menetelmän. Solujen nanopartikkelialtistuksen aikaista terveydentilaa seurataan yhteistyössä Marylandin yliopiston kanssa kehitetyllä soluklinikalla. Uutta tietoa luodaan lab-on-a-chip -tekniikasta, nanopartikkelien haitallisuudesta sekä anturiteknologiasta. Projekti toteutetaan yhteistyössä Marylandin ja Linköpingin yliopistojen kanssa. Tutkimusosapuolina ovat prof. Anita Lloyd Spetz (FiDiPro, Oulun yliopisto), Linköping yliopisto ja UMD

Viimeksi muokattu 16.12.2015
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 »