Escherichia coli -bakteeri auttaa tunnistamaan kosteus- ja homevaurioita (Väitös: Janne Atosuo, 15.5.2015, biokemia)

​Turun yliopiston tiedote 8.5.2015

Väittelijä loi tutkimuksessaan uuden E. coli-lux-kannan, jota hän hyödynsi rakennuksen sisäilman myrkyllisyyttä mittaavan testin kehittämiseen. Testissä E. coli-lux altistetaan huonepölynäytteistä valmistetuille uutoksille, jolloin myrkyllisyys näkyy bakteerikannan valotuotannon heikkenemisenä.

– Bakteerin käyttöön perustuva mittausmenetelmä pystyy taloudellisesti, luotettavasti ja toistettavasti tunnistamaan kosteus- ja homevaurioiden sekä muiden rakennuksen sisäilmaongelmia aiheuttavien myrkkylähteiden toksisuuden, Atosuo kertoo.

Sisäilmatestin tulokset saa muutaman tunnin kuluttua siitä, kun näyte on saapunut laboratorioon. Menetelmä on yhtä tarkka kuin perinteiset nisäkässoluilla tehtävät testit.

– Lisäksi E. coli-lux-systeemi on edullisempi ja nopeampi. Se ei myöskään edellytä koe-eläimien käyttöä, Atosuo lisää.

Testin lisäksi Atosuo kehitti uuden näytteenottomenetelmän, jossa huonepölyä kerätään kuitupuikolla. Kukin yksilöity pölynäyte suljetaan putkeen ja toimitetaan laboratorioon, jossa näytteet punnitaan ja E. coli-lux-solut altistetaan usealle eri näytelaimennokselle. 

– Menetelmää on testattu kolmen vuoden ajan yli 80:ssä yksityisessä ja julkisessa kohteessa. Valmistelemme laboratoriossa parhaillaan laatujärjestelmää, joka arvioidaan vielä ulkopuolisen tahon toimesta. Näin testi saa toivottavasti virallisen hyväksynnän, Atosuo kertoo.

Atosuo kehitti E. coli-lux-kannan siirtämällä kolibakteerikantaan geeniteknologisesti uuden DNA-jakson, jonka ansiosta E. coli-kanta tuottaa näkyvää valoa, bioluminesenssiä. Kannan valon tuotto osoittautui olevan suoraan verrannollinen bakteerisolujen elinkyvyn kanssa.

E. coli-lux-menetelmä sopii myös immuniteetin tutkimiseen

Atosuo hyödynsi E. coli-lux-menetelmää myös synnynnäisen immuniteetin tutkimuksessa.  Ihmisen immuunisysteemin bakteereita tappavat päämekanismit ovat valkosolujen suorittama solusyönti sekä bakteerin solukalvoa vahingoittava seerumin komplementtisysteemi. Tulehdusten ja infektioiden aikana nämä toimivat monimutkaisessa yhteistyössä keskenään.

– Mittasin seerumin komplementtisysteemin aktivaatioreaktioteiden bakteeritappoaktiivisuutta ihmisen seerumin lisäksi kirjolohen, sian, rotan, sekä lepakon seerumeista, Atosuo kertoo.

Hän tutki myös seerumin bakteeritappoaktiivisuutta silloin, kun jokin reaktioteiden osatekijä oli tehty toimintakyvyttömäksi. Tällainen tilanne esiintyy usein tietyissä immuunipuutostaudeissa.  Lisäksi Atosuo hyödynsi E. coli-lux-menetelmää hyönteisten veren bakteeritappo-ominaisuuksien selvittämisessä.

Solusyöntiä suorittavien valkosolujen suurimman joukon muodostavat neutrofiilit, jotka ovat ammattimaisia solusyöjiä, ja jotka valkosoluista ensimmäisenä ja suurilukuisimpana saapuvat infektiopaikalle.

– Tutkin neutrofiilien solusyöntiä syöttämällä niille E. coli-lux-bakteereita eri olosuhteissa. Lisäksi mittasin E. coli-lux-solujen tappoa ilman neutrofiilejä, olosuhteissa, jotka tiedetään olevan neutrofiilien sisällä solusyönnin tapahtuessa. Tutkimuksissa ilmeni, että vastoin perinteistä oppikirjatietoa, neutrofiilien bakteeritapon päämekanismina ei toimikaan myeloperoksidaasientsyymi-systeemi, Atosuo kertoo.

Neutrofiilien avulla voidaan myös osoittaa hyvin nisäkäsyksilöiden terveydentila ja niitä voidaan käyttää koetinsoluina myrkyllisyyttä mittaavassa tutkimuksessa. Myös neutrofiileillä, kuten E. coli-luxillakin, on kyky tuottaa mitattavaa valosignaalia solusyönnin yhteydessä. Valosignaali kertoo neutrofiilien aktiivisuudesta.

– Käytin neutrofiileja tutkiessani suomalaisista viljoista eristetyn homemyrkyn vaikutusta rottien immuunipuolustukseen 28 päivää kestäneessä kokeessa. Tutkimuksessa rotille annosteltiin homemyrkkyjä kuukauden ajan ruuan kanssa ja mitattiin niiden neutrofiiliaktiivisuus kerran viikossa, Atosuo kertoo.

Kävi ilmi, että homemyrkky laski merkittävästi koe-eläinten neutrofiilien aktiivisuutta eli eläimen vastustuskykyä.

***

Perjantaina 15. toukokuuta 2015 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (Arcanum, Arc1-auditorio, Arcanuminkuja 4, Turku) julkisesti tarkastettavaksi FM Janne Atosuon väitöskirja Novel Cellular Luminescence Probes for Immunological and Toxicological Assessments (Uusia luminesenssiin perustuvia sellulaarisia koettimia immunologiseen ja toksikologiseen tutkimukseen). Virallisena vastaväittäjänä toimii professori Marko Virta Helsingin yliopistosta ja kustoksena dosentti Jari Nuutila Turun yliopistosta.

FM Janne Atosuo on syntynyt 1971 ja kirjoittanut ylioppilaaksi vuonna 1990 Naantalin lukiosta. Filosofian maisteriksi Atosuo valmistui 2008 Turun yliopistosta, jossa hän parhaillaan toimii tutkijana. Väitös kuuluu biokemian alaan.

Väitöskirjan myynti: Turun yliopiston verkkokauppa UTUshop, https://utushop.utu.fi/c/2-annales-universitatis-turkuensis/