Toksikologian alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa Kuopion kampuksella.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Lääke- tai vierasaineista voi aineenvaihdunnan myötä syntyä erittäin reaktiivisia metaboliitteja eli aineenvaihduntatuotteita. Reaktiiviset metaboliitit saattavat sitoutua solun makromolekyyleihin, kuten proteiineihin tai DNA:han. Näin syntyvä adduktimolekyyli voi olla toksinen ja aiheuttaa haitallisia lääkeainereaktioita.
Reaktiiviset metaboliitit ovat aiemmin johtaneet lääkkeiden takaisinvetoon markkinoilta. Nykyisin niiden muodostumista lääkeaine-ehdokkaista tutkitaan jo varhaisessa vaiheessa lääkeainekehitystä.
Tutkimuksessa käytettiin LC/MS-tekniikkaan perustuvaa testausta seulontamenetelmänä uusille lääkeainekandidaateille, jotka voivat muodostaa proteiinien ja DNA:n kanssa reagoivia metaboliitteja.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Asetaminofeeni on lääkeaine, joka voi suurina annoksina proteiineihin sitoutuessaan aktivoitua reaktiiviseksi metaboliitiksi ja aiheuttaa maksatoksisuutta. CYP3A4 osoittautui tärkeimmäksi entsyymiksi, joka bioaktivoi asetaminofeeniä reaktiiviseksi metaboliitiksi.
Tutkimuksessa kehitettiin peptideitä mallintamaan sieppareina eli metaboliittien sitoutumiskohteina toimivia proteiineja. D-peptidi osoittautui stabiiliksi proteiininkaltaiseksi siepparimolekyyliksi. Peptidiä testattiin 16 yhdisteellä, joista osasta muodostuneet D-peptidi-adduktit olivat samankaltaisia kuin muissa tutkimuksissa kuvatut GSH-adduktit. GSH on yleisesti käytetty siepparimolekyyli. Uusia addukteja tunnistettiin osalla yhdisteistä. Tutkimuksessa myös vertailtiin kolmen D-peptidin ja GSH:n sieppariominaisuuksia.
D-peptidi toimii proteiininkaltaisena molekyylinä, jota voidaan käyttää uusien yhdisteiden toksisten ominaisuuksien arvioimiseen. D-peptidit voivat täydentää GSH:lla saatavaa tietoa metaboliittien sitoutumisesta proteiineihin.
DNA:n kanssa reagoivien yhdisteiden seulomiseen käytetiin 2'-deoksiguanosiinia.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Reaktiivisten metaboliittien muodostumista lääkeaine-ehdokkaista voidaan tutkia jo varhaisessa vaiheessa lääkeainekehitystä. LC/MS-tekniikkaan perustuvaa testausmenetelmää voidaan käyttää nopeana seulontamenetelmänä uusien yhdisteiden mahdollisen toksisuuden arvioimiseen.
Menetelmässä reaktiiviset metaboliitit tuotetaan malliyhdisteestä in vitro -inkubaatioissa erilaisten entsyymilähteiden eli eläimen tai ihmisen maksan mikrosomien tai rekombinaatti-CYP-entsyymien läsnä ollessa. Siepparimolekyylinä voidaan käyttää tietyn aminohapposekvenssin omaavia D-peptideitä mallintamaan proteiineja tai deoksiguanosiinia mallintamaan DNA:ta. Muodostuneet adduktit voidaan erotella ja identifioida nestekromatografi-massaspektrometrin (LC/MS) avulla.
Filosofian maisteri Jaana Laineen väitöskirja Trapping of CYP bioactivated drugs and xenobiotics (CYP-bioaktivoitujen lääkeaineiden ja vierasaineiden siepparimolekyylit) tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii professori Miia Turpeinen Oulun yliopistosta ja kustoksena dosentti Risto Juvonen Itä-Suomen yliopistosta.
