Hyvönen Zanna 26.8.2006

Farmaseuttinen tiedekunta

Geeniterapia

Novel cationic amphiphilic 1,4-dihydropyridine derivatives for DNA delivery: structure-activity relationships and mechanisms (Uudet kationiset amfifiiliset 1,4-dihydropyridiinijohdokset DNA kuljettimina: rakenne-aktiivisuussuhteet ja mekanismit)

Vastaväittäjä: Dosentti Pentti Somerharju, Helsingin yliopisto
Kustos: Professori Arto Urtti, Helsingin yliopisto


Väitöskirjan tiivistelmä:


Dihydropyridiinijohdokset uusina geenin kuljettimina

Jokaisen ihmisen elimistössä on ainutlaatuinen genomi, joka periytyy molemmista vanhemmista. Geenit sisältävät koodin eli rakennusohjeen proteiinien tuottamiseksi, jotka varsinaisesti vaikuttavat ja säätelevät solun ja edelleen elimistön toimintaa. Joskus geenin toiminta voi häiriintyä, minkä seurauksena tiettyä proteiinia tai proteiineja tuotetaan joko liian vähän tai liian paljon. Useimmiten solu itse kykenee korjaamaan häiriön, mutta joissakin tapauksissa muutokset geenien ilmenemisessä ja proteiinien tuotannossa voivat johtaa sairauksiin.

Perinteisillä lääkeaineilla vaikutetaan proteiinien toimintaan, mutta geenihoidossa proteiinin vajaatuotanto korjataan annostelemalla proteiinia tuottava geeni kohdekudokseen. Koska useimpien sairauksien taustalta uskotaan löytyvän geneettinen häiriö, geenilääkkeillä uskotaankin olevan suuri merkitys tulevaisuudessa useiden vakavien tautien hoidossa.

Geenien siirto soluihin ja elimistöön ei ole kuitenkaan ongelmatonta. Geeninsiirrossa eli transfektioissa käytettävän DNA:n molekyylipaino on miljoonia. Lisäksi DNA on negatiivisesti varautunut, eikä se läpäise biologisia membraaneita riittävästi. Tästä syystä DNA:n tehokkaaseen siirrostukseen tarvitaan kuljettimia, jotka pakkaavat, suojaavat ja kuljettavat sen kohdekudoksen soluihin ja edelleen solujen tumaan saakka.

DNA:n kuljettamiseen käytetään enimmäkseen viruspohjaisia vektoreita, koska ne ovat tehokkaita. Viruspohjaisten kuljettimien käyttöön liittyy kuitenkin paljon ratkaisemattomia ongelmia, kuten esimerkiksi toistuvan annostelun aiheuttava immunologisuus, mahdollinen onkogeenisyys sekä laajamittainen tuotanto.

Synteettiset geeninsiirtäjät kuten polymeerit ja liposomit eivät ole tehokkuudeltaan virusvektoreiden veroisia, mutta ne ovat melko turvallisia ja helppoja tuottaa suuressakin mittakaavassa. Synteettisten geeninsiirtäjien soveltamista geenihoidossa rajoittaa kuitenkin niiden tehottomuus in vivo. Siksi uusille entistä tehokkaammille ja turvallisille synteettisten geeninsiirtäjien kehittämiselle on olemassa suuri tarve.

Tässä väitöskirjatyössä seulottiin yli 50 uutta amfifiilistä dihydropyridiiniä mahdollisina geenikuljettimina in vitro ja in vivo. Nämä dihydropyridiinit syntetisoitiin Latvian orgaanisen synteesin instituutissa Riikassa. Väitöskirjassa tutkittiin yhdisteiden fysikaalisia ja kemiallisia, sekä biologisia ominaisuuksia ja niiden muutoksia molekyylien kemiallisen rakenteen muuttuessa.

Useat tutkituista yhdisteistä muodostivat komplekseja plasmidi DNA:n kanssa. Osa yhdisteistä osoittautui vähintään yhtä tehokkaaksi ja tehokkaammaksi kuin parhaat kaupalliset kationiset liposomit geeninsiirtäjinä soluviljelmissä. Lisäksi tutkitut yhdisteet olivat huomattavasti paremmin siedettyjä soluissa kuin kationiset liposomit. Tässä väitöskirjatyössä selvitettiin myös, miten solun sisäiset ja ulkopuoliset tekijät vaikuttavat geeninsiirron tehokkuuteen.

Turvallinen ja tehokas synteettinen geeninsiirron kuljettaja on geenihoidon tärkein edellytys. Geeninsiirron mekanismien syvällisempi ymmärtäminen mahdollistaa tehokkaampien geeninkuljettimien kehittämisen.


Kuopion yliopiston julkaisuja A. Farmaseuttiset tieteet. ISBN 951-27-0410-2.


Kuopion yliopisto
Viestintä
tiedotus_at_uku.fi