Kohdentamalla tehoa aivokasvaimen hoitoon

Väitös molekulaarisen lääketieteen alalta

Väittelijä: FM Jere Pikkarainen

Väitösaika ja -paikka: 4.5.2012 klo 12, Tietoteknian auditorio, Kuopion kampus

Filosofian maisteri Jere Pikkaraisen väitöstutkimus osoitti, että pahanlaatuisen aivokasvaimen säteily- ja sytostaattihoidot voidaan kohdentaa geeniterapian ja biohajoavien nanopartikkelien avulla suoraan kasvaimeen. Kohdentamalla voidaan lisätä hoidon tehoa ja vähentää sivuvaikutuksia. Pahanlaatuisen gliooman hoito on ongelmallista

Glioomat ovat aivojen tukikudosten kasvaimia, joista pahanlaatuisin on glioblastooma. Tähän kasvaintyyppiin ei toistaiseksi ole parannuskeinoa, joten hoidossa keskitytään potilaan oireiden lievittämiseen sekä elinajan laadun parantamiseen. Aggressiivisesta yhdistelmähoidosta huolimatta keskimääräinen potilaan elinikä diagnoosin jälkeen on vain noin 15 kuukautta.

Glioblastooma on erittäin nopeasti jakautuva ja monia hoitokeinoja kestävä kasvain. Tyypillisesti syvälle terveen aivokudoksen sekaan tunkeutuvaa kasvainta on mahdoton poistaa kokonaan. Tämän vuoksi kasvain vääjäämättä uusiutuu myöhemmin.

Hoidossa käytetään tavallisesti säteilyä ja solusalpaajia. Ne aiheuttavat kuitenkin potilaalle vakavia sivuvaikutuksia, jotka voivat pahimmillaan johtaa hoidon keskeyttämiseen. Sivuoireet johtuvat säteilyn ja lääkkeiden aikaansaamista myrkyllisistä vaikutuksista potilaan terveissä kudoksissa ja elimissä. Jos hoitojen vaikutukset saataisiin kohdentumaan ainoastaan kasvaimeen, olisi ehkä mahdollista pidentää hoitoaikaa sekä korottaa lääkkeen annostelua ja näin tuhota kasvain tehokkaammin. Samalla sivuoireet vähenisivät ja potilaan elämänlaatu paranisi. Hoidon tehostaminen kohdentamalla

Tutkimuksessa hyödynnettiin avidiini-biotiiniteknologiaa, joka perustuu avidiinin kykyyn sitoa biotiinia itseensä. Biotiini puolestaan on helppo lisätä moniin eri molekyyleihin, jolloin muodostuu biotinyloituja molekyylejä. Avidiini-biotiiniteknologiaa käytetään yleisesti monissa puhdistusmenetelmissä, joissa esimerkiksi biotinyloidut molekyylit voidaan erotella muusta niiden tuotannon aikana syntyvästä aineesta ajamalla seos avidiinilla päällystetyn kolonnin läpi. Avidiinia voidaan myös käyttää siltana spesifisesti kasvaimeen ohjautuvan biotinyloidun vasta-aineen ja biotinyloidun lääkeaineen välillä, jolloin lääkeaine kertyy kasvaimen alueelle tehokkaammin.

Kohdentamisvälineenä käytettiin fuusioproteiinia, joka koostui avidiinista ja LDL-reseptorista, joka normaalisti siirtää kolesterolin solun sisälle. Fuusioproteiini saatiin ilmenemään kasvainsolujen pinnalla virusvälitteisen geeninsiirron jälkeen. Biotinyloidut lääkeaineet sitoutuivat fuusioproteiinin avidiiniosaan solun ulkopuolella ja joutuivat solun sisälle fuusioproteiinin LDL-reseptorin ohjaamana. Menetelmää käyttäen väitöstyössä onnistuttiin kohdentamaan lääkeaineita syöpäkasvaimiin solu- ja eläintautimalleissa.

Lisäksi väitöstyössä tutkittiin biohajoavien nanopartikkeleiden käyttöä lääkeaineiden kuljettajina kehossa. Monet solusalpaajalääkkeet liukenevat erittäin huonosti veteen ja niiden valmistelu suonensisäiseen annosteluun kelpaaviksi vaatii usein allergisoivien tai myrkyllisten apuaineiden käyttöä. Nanopartikkelit voivat kuitenkin kuljettaa tällaisia lääkkeitä ilman apuaineita. Tämän lisäksi väitöstyössä todistettiin, että nanopartikkelit voidaan kohdentaa kasvaimeen, mikä vielä lisää hoidon tehoa.

FM Jere Pikkaraisen molekulaarisen lääketieteen alaan kuuluva väitöskirja Avidin-biotin technology and targeted treatment of malignant glioma (Avidiini-biotiini teknologia ja pahanlaatuisen gliooman kohdennettu hoito) tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä on professori Markku Kulomaa Tampereen yliopistosta ja kustoksena professori Seppo Ylä-Herttuala Itä-Suomen yliopistosta. Tilaisuus on suomenkielinen.

Väittelijän painolaatuinen kuva on osoitteessa http://www.uef.fi/vaitoskuvat

Lisätietoja:

Jere Pikkarainen, FM Itä-Suomen yliopisto, A.I.V. Instituutti Bioteknologian ja molekulaarisen lääketieteen laitos jere.pikkarainen@uef.fi +358 (0)44 332 4762 26.4.2012