FM Hanna Vuorenpään solubiologian alaan kuuluva väitöskirja

Development of human cell based in vitro vascular and cardiovascular models (Ihmissolupohjaisen in vitro verisuoni- ja sydänmallin kehittäminen)

tarkastetaan 19.12.2015 klo 12 Tampereen yliopiston lääketieteen yksikön B-rakennuksen pienessä luentosalissa, Medisiinarinkatu 3, Tampere.

Vastaväittäjänä on professori Kirsi Vähäkangas (Itä-Suomen yliopisto). Kustoksena toimii dosentti Tuula Heinonen.

Ihmissolupohjaisen verisuoni- ja sydänmallin kehittäminen


Lääkkeiden ja teollisuuskemikaalien turvallisuuden arviointi on säädetty EU:ssa pakolliseksi ihmisten terveyden ja ympäristönsuojelun takaamiseksi. Uusien lääkeaineiden kehittämisessä suurin ongelma on niiden riittämätön teho tai lääkeaineiden ihmisille aiheuttamat haittavaikutukset. Tähän on syynä usein se, että eläinmalleilla ei ole kyetty ennustamaan lääkeaineiden ja kemikaalien tehoa tai turvallisuutta ihmisille.  Huonon ennustavuuden lisäksi eettiset syyt ja korkeat kustannukset ovat syitä sille, että eläinbiologiaan perustuvat testausmallit halutaan korvata kehittyneemmillä menetelmillä.

Ihmissolupohjaisten solu- ja kudosmallien avulla on mahdollista saada paremmin ihmiseen soveltuvaa tutkimustietoa. Ihmisen erittäin monikykyisistä kantasoluista erilaistetut solut tarjoavat mahdollisuuden yksilöllisten solumallien kehittämiseen lääkeaineiden ja kemikaalien turvallisuuden ja tehon testausta varten. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että yksisoluviljelmien sijaan muut oleelliset solutyypit ja kasvuympäristö ovat kriittisiä uusien, ennustavampien solumallien kehityksessä.  Jotta solumallit voidaan hyväksyä virallisiksi testimenetelmiksi on tärkeää varmistaa, että mallit on huolellisesti kartoitettu ja että ne täyttävät niille asetetut vaatimukset ja sopivat aiottuun käyttötarkoitukseensa (validointi).

Väitöskirjatyössä kehitettiin ihmissolupohjainen verisuoni- ja sydänmalli testimenetelmiksi, joilla voitaisiin täydentää tai korvata eläinkokeita lääkeaineiden ja kemikaalien tehon ja turvallisuuden tutkimisessa sekä käyttää malleja biolääketieteellisessä perustutkimuksessa. Työssä kartoitettiin verisuoni- ja sydänmallien toiminnallisuutta, rakennetta ja geneettisiä ominaisuuksia.

Tulokset osoittivat, että ihmisen rasvakudoksen kantasolujen sekä endoteelisolujen muodostamassa yhteisviljelmässä muodostuu toistettavasti kypsiä verisuonimaisia rakenteita. Verisuonimallin kypsymistä aikuisen verisuoniston kaltaiseksi tuki työssä kehitetty uusi kasvatusliuos ja mallin todettiin olevan valmis laboratorion sisäiseen validointiin. Sydänmallissa yhdistettiin em. verisuonimaiset rakenteet sykkiviin sydänlihassoluihin. Tulokset osoittivat, että verisuonimaiset rakenteet edesauttavat sydänlihassolujen elävyyttä ja toiminnallisuutta. Täysin ihmissolupohjaisen sydänmallin osoitettiin vastaavan kemikaalialtistuksiin yksisoluviljelmää herkemmin ja omaavan aikuisen sydänlihaskudoksen kaltaisia rakenteellisia ominaisuuksia.

Väitöskirjatyön tulosten perusteella verisuoni- ja sydänmalli tarjoavat yksisoluviljelmiä kehittyneemmän testausmenetelmän yhdisteiden turvallisuuden ja tehon testaamiseen sekä mahdollisuuden korvata osa vastaavista eläinmalleilla suoritettavista testeistä. Sydänmalli vaatii kuitenkin jatkokartoitusta sekä vertailua aikuisen ihmisen sydänlihaskudokseen ennen siirtymistä mallin validointiin.

                                               ******

Hanna Vuorenpää on syntynyt Kemijärvellä ja hän on suorittanut filosofian maisterin tutkinnon Oulun yliopistossa.

Vuorenpään väitöskirja ilmestyy sarjassa Acta Universitatis Tamperensis; 2117, Tampere University Press, Tampere 2015. ISBN 978-951-44-9976-0, ISSN 1455-1616. Väitöskirja ilmestyy myös sähköisenä sarjassa Acta Electronica Universitatis Tamperensis; 1614, Tampere University Press 2015. ISBN 978-951-44-9977-7, ISSN 1456-954X.
http://tampub.uta.fi.

Väitöskirjan tilausosoite: Verkkokirjakauppa: https://verkkokauppa.juvenes.fi, tai e-mail: verkkokauppa@juvenesprint.fi.