Farmasian alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa Kuopion kampuksella. Tilaisuutta voi seurata myös verkossa.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Verkkokalvon pigmenttirappeuma (retinitis pigmentosa) on yleisin sokeuttava perinnöllinen sairaus työikäisessä väestössä. Sen taustalla on yleensä syklisen guanoosiinimonofosfaatin (cGMP) kertymisestä johtuva valoa aistivien solujen metabolinen ylikuormitus. Siksi estävät cGMP-johdannaiset voivat olla avain sairauden hoitoon. Perifeeristen haittavaikutusten välttämiseksi niiden annostelu tulee toteuttaa silmänsisäisin lasiaisinjektioin. Koska estävät cGMP-johdannaiset itsessään pysyvät silmässä vain pari päivää, tulee niille kehittää lääkemuoto, joka vapauttaa lääkeainetta silmässä pitkäkestoisesti.
Tässä väitöstyössä tutkittiin hitaasti lääkeainetta vapauttavien liposomikantajien sekä lääkeaineen niukkaliukoisten suspensioiden soveltuvuutta estävän cGMP-johdannaisen formulaatioiksi. Työssä tutkittiin myös estävän cGMP-johdannaisen vaikutusta kanin verkkokalvon ja valkosolujen kinaasisignalointireittien aktiivisuuteen.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Väitöstyössä havaittiin, että tutkimuslääkeaine vapautui lasiaiseen hitaimmin ruumiinlämmössä juoksevakalvoisista liposomeista, mutta niiden matala kantokapasiteetti rajoitti niiden käytettävyyttä pitkävaikutteisina lääkekantajina.
Tutkimuslääkeaineen niukkaliukoisia suoloja hyödyntävät suspensiot ovat potentiaalisia lasiaisannosteluun. Niillä saavutettiin noin kuukauden lääkeainealtistus kanin silmässä samalla pitäen plasmapitoisuudet turvallisella tasolla.
Kanin verkkokalvolla tutkimuslääkeaine esti erityisesti cGMP-riippuvaisiin PKG1/2-välitteisiin viestintäkaskadeihin osallistuvien CAMK-, MAPK- ja ACG-kinaasien aktiivisuutta. Lasiaisinjektoitu tutkimuslääkeaineen bentsatiinisuspensio alensi verkkokalvon pigmenttirappeuman tautimekanismeille olennaisten PKG- ja PKA-viestintäriippuvaisten tulehdus-, solustressi- ja energiankulutusreittien aktiivisuutta kanin verkkokalvossa. Samanaikaisesti vastaavien kinaasien aktiivisuuden aleneminen havaittiin myös ääreisverenkierron valkosoluissa.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Löydökset ovat yleisesti sovellettavissa silmänsisäisesti annosteltavien lääkkeiden formuloinnissa. Tutkimuksen perusteella myös nanopartikkeleja, kuten liposomeja, voidaan hyödyntää turvallisina silmänsisäisesti injektoitavina hitaasti lääkeainetta vapauttavina säiliöinä.
Niukkaliukoisilla suoloilla saadut tulokset ovat sovellettavissa myös muiden liukoisuusongelmaisten lääkeaineiden silmänsisäiseen annosteluun. Eri sairauksien hoitoon tarkoitettujen lääkeaineiden viipymäaikaa silmässä voidaan jatkossa pidentää yksinkertaisella lääkeaineen suolamuodon valikoinnilla monimutkaisen formulaatiokehityksen sijaan.
Kun hoito verkkokalvon pigmenttirappeumaan saadaan tulevaisuudessa kehitettyä, sen tehon seurantaan tarvitaan työkaluja. Väitöskirja esittelee mahdollisia lähestymistapoja hoidon tehon seurantaan, ja verkkokalvon kinaasiestämistä kuvastavat löydökset veren valkosoluissa ovat päänavaus verinäytteistä mitattavan, hoidon tehoa kuvastavan biomarkkerin validoimiseksi.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?
Lääkeaineen ja sen formulaatioiden silmänsisäisen farmakokinetiikan tutkimisessa hyödynnettiin erilaisia in vitro -vapautumiskoeasetelmia, mahdollisimman vähän kajoavia farmakokineettisiä in vivo -kokeita sekä tietokonemallinnusta. Kinaasiaktiivisuusanalyysissä hyödynnettiin peptidimikrosiruteknologiaa ja algoritmipohjaisia kinaasi- ja viestintäreittianalyysimenetelmiä.
Tutkimus toteutettiin Itä-Suomen yliopiston biofarmasian professori Arto Urtin tutkimusryhmässä osana Suomen Akatemian harvinaissairauksien eurooppalaisen yhteisohjelman (EJP RD) kautta rahoittamaa yhteiseurooppalaista TreatRP-hanketta.
Proviisori Eetu Valkaman väitöskirja Intravitreal formulations of inhibitory cyclic guanosine monophosphate analogue as potential treatment for retinitis pigmentosa (Intravitreaaliset estävän syklisen guanosinimonofosfaatti-analogin formulaatiot potentiaalisena hoitona retinitis pigmentosaan) tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii professori Leena Peltonen Helsingin yliopistosta ja kustoksena dosentti Tatu Lajunen Itä-Suomen yliopistosta.
