Synteettisistä vasta-ainekirjastoista apua eturauhassyövän seulonnasta uimavesien laaduntarkkailuun (Väitös: FM Tuomas Huovinen, 17.1.2014, biotekniikka)

Turun yliopiston tiedote 10.1.2014​

Aiemmin vasta-aineita on tuotettu piikittämällä koe-eläimiin kohdemolekyyliä ja keräämällä immuunipuolustusreaktion seurauksena muodostuneet vasta-aineet talteen eläimen verestä.

– Nyt sama työ voidaan tehdä virusten ja bakteerien avulla ilman eläinkokeita. Vasta-ainemolekyylit ilmennetään kolibakteeria isäntänään käyttävän viruksen pinnalle ja niistä seulotaan kohdetta tunnistavia vasta-aineviruspartikkeleja biokullanhuuhdonnaksi kutsutulla tekniikalla, Tuomas Huovinen sanoo.

Tätä faaginäyttötekniikaksi kutsuttua menetelmää on käytetty hyödyksi maailman laboratorioissa jo 20 vuoden ajan. Huovisen väitöskirjan tuore havainto löytyykin bakteeriviruksen pinnalle ilmennetyistä vasta-ainemolekyyleistä.

– Nuo viisi miljardia vasta-ainemolekyylivarianttia on luotu yhdestä synteettisestä geenistä monimuotoistamalla sitä koeputkessa ennalta asetetun suunnitelman mukaisesti.

Vasta-aineet kasvattavat suosiota lääkekehityksessä

Huovinen kaivoi vasta-ainekirjastoista niiden toiminnallisuuden arvioimiseksi sitojamolekyylejä muun muassa eturauhassyöpämarkkerina tunnetulle PSA-proteiinille, mikrokystiini-sinilevämyrkylle ja sormustinkukassa esiintyvälle digoksigeniini-yhdisteelle, jota käytetään myös sydänlääkinnässä.

– Näitä kirjastosta löydettyjä vasta-aineita voidaan jatkojalostaa käytettäväksi esimerkiksi eturauhassyövän seulontaan, juoma- ja uimavesien laaduntarkkailuun tai tutkimustyökaluksi, Huovinen kertoo.

Vasta-aineet ovat myös nouseva lääkeaineiden luokka ja nykyisin esimerkiksi reumanhoidossa käytettävä Humira (Adalimumab), joka on eristetty faaginäyttötekniikan avulla vasta-ainekirjastosta, kuuluu maailman myydyimpien lääkkeiden joukkoon.

Koska myös Turun yliopiston biokemian laitoksella kehitetty kirjasto perustuu ihmisen vasta-ainemolekyyleihin, se on myös mahdollinen lähde uusille lääkeaineille.

Vasta-ainekirjastohanke on esimerkki synteettisen biologian mahdollisuuksista

Väitöskirjatyössä havaittiin, että samasta vasta-ainemolekyylistä voidaan luoda toisistaan toiminnallisesti poikkeavia vasta-ainejoukkioita eli kirjastoja. Tämä voidaan tehdä, muuntelemalla vasta-ainemolekyyliä ja suunnittelemalla tarkkaan kuhunkin paikkaan sallittavat aminohapot ominaisuuksiensa perusteella.

Toinen luoduista kirjastoista oli erityisen hyvä lähde proteiineja tunnistavien vasta-aineiden löytämisessä. Toinen oli puolestaan toimivampi kirjasto, kun kohteena olivat pienet molekyylit ja peptidit.

– Aiemmin maailmalla on luotu joitakin tällaisia monimuotoisuuden suhteen kohdennettuja vasta-ainekirjastoja esimerkiksi fosfaattiryhmiä sisältävien proteiinien ja pienmolekyylien tunnistamiseen, mutta tämä hanke on toistaiseksi laajin esimerkki suunnittelun mahdollisuuksista kohdennettujen kirjastojen alalla. Nämä suunnitelman pohjalta luodut vasta-ainekirjastot ovat esimerkki alkavasta synteettisen biologian aikakaudesta, missä keskeisessä osassa ovat modernin geenitekniikan menetelmät, Huovinen sanoo.

***

Perjantaina 17. tammikuuta 2014 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (PharmaCity, Pha1-auditorio, Itäinen Pitkäkatu 4) julkisesti tarkastettavaksi filosofian maisteri Toivo Tuomas Kalervo Huovisen väitöskirja ”Methods of genetic diversity creation and functional display for directed evolution experiments” (Geneettisen monimuotoisuuden luominen ja toimiva näyttötekniikka suunnattuja evoluutiokokeita varten). Virallisena vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Peter Kristensen (Aarhusin yliopisto, Tanska) ja kustoksena professori Tero Soukka.

FM Tuomas Huovinen on syntynyt 1978 Leppävirralla ja kirjoittanut ylioppilaaksi 1997 Leppävirran lukiosta. Filosofian maisteriksi hän on valmistunut 2006 Jyväskylän yliopistosta. Parhaillaan Huovinen toimii tohtorikoulutettavana Turun yliopistossa. Väitös kuuluu biotekniikan alaan.