Räty Jani (FM) 25.11.2006

Luonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunta

Bioteknologia ja molekulaarinen lääketiede

Baculovirus surface modifications for enhanced gene delivery and biodistribution imaging (Bakulovirusten pintaproteiinien muokkaaminen geeniterapian tehostamista ja kulkeutumisen kuvantamista varten)

Vastaväittäjä: Professori Christian Oker-Blom, Jyväskylän yliopisto
Kustos: Professori Seppo Yläherttuala, Kuopion yliopisto


Väitöskirjan tiivistelmä:


Bakulovirusten muokkaaminen geeniterapiaa varten - virukset näkyviin elimistössä uusin menetelmin

Tieto siitä miten geenisiirtoon käytetyt virukset kulkeutuvat elimistössä on oleellista ajatellen niiden käyttöä kliinisessä geeniterapiassa. Bakuloviruksia muokattiin väitöskirjatutkimuksessa siten, että niiden kulkeutuminen elimistössä voitiin ensimmäisenä maailmassa kuvantaa myös sairaaloista tutulla magneettiresonanssikuvannuksella. Tulokset avaavat uusia mahdollisuuksia erilaisten geeniterapiasovellutusten kehittämiseen ja virusten tarkkaan kuvantamiseen hoidon aikana.

Geeniterapian ollessa vielä pitkälti kokeellinen hoitomuoto tarvitaan sekä tutkimusta lääkkeinä käytettävien virusten kehittämiseksi että lisätietoa niiden käyttäytymisestä elimistössä. Työn tavoitteena oli luoda bakuloviruksesta työkalu, jonka avulla voidaan kehittää uusia menetelmiä virusten kohdentamiseksi ja kuvantamiseksi. Bakulovirukset ovat joukko kaikkialle levinneitä viruksia, jotka infektoivat hyvin rajatusti selkärangattomia, mutta ovat turvallisia nisäkkäille. Bakulovirusten turvallisuus, kyky kantaa suuriakin hoitogeenejä sekä nopea valmistus ovat johtaneet kiinnostukseen käyttää viruksia myös terapeuttiseen geeninsiirtoon.

Väitöskirjatyössä yhdistettiin geneettisellä fuusiolla avidiini ja bakuloviruksen luontainen gp64-pintaproteiini. Näin saatiin aikaiseksi monipuolinen geeninsiirtotyökalu, joka avidiinin ja biotiinin välisen tiukan sidoksen avulla voitiin päällystää erilaisilla biotiiniin kiinnitetyillä aineilla. Solumaljalla kyettiin voimakkaiden magneettien avulla ohjaamaan hyvin pieniin rautapalloihin sidottuja viruksia haluttuihin kohtiin.

Magneettiresonanssikuvantamisella on aikaisemmin voitu kuvantaa viruksen merkkigeenin ilmenemistä elimistössä, mutta nyt liittämällä hyvin pieniä rautapalloja viruksen pintaan kyettiin ensimmäistä kertaa kuvantamaan varsinaisten virusten kertyminen rotan selkäydinnestettä aivoihin tuottavaan choroid plexus- solukkoon. Virukset kyettiin havaitsemaan selkeästi kohdesoluissa lähes kaksi viikkoa annostelun jälkeen ja samoista soluista kyettiin paikantamaan sekä viruksen merkkigeeni että kuvantamisessa käytetyt rautapallot. Tämä osoitti myös mahdolliseksi viruksen käyttämisen muunkinlaisen hyötykuorman kuin perinteisen siirtogeenin kuljettamiseen kohdesolukkoon. Kehitetyllä metodilla saatetaan jatkossa kyetä kuvantamaan potilaille annostellun geeniterapiaviruksen tarkka sijainti kohdekudoksessa ja hoitovaste samalla laitteistolla.

Väitöskirjatyössä sidottiin myös radioaktiivisia merkkiaineita viruksen pintaan ja tarkasteltiin viruksen kulkeutumista ja kertymistä elimistössä erilaisten antotapojen jälkeen. Tässä työssä viruksen kuvantamiseen käytettiin taso- ja kolmiulotteisesta isotooppikuvantamista yhdistettynä röntgenkuvaan kuluneen ajan suhteen (SPECT/CT). Tuloksena saatiin runsaasti uutta tietoa erilaisten antotapojen vaikutuksesta viruksen kulkeutumiseen elimistössä.

Väitöstyössä kehitetyt uudet virukset ja menetelmät auttavat kehittämään bakulovirusta kohti kliinisiä hoitokokeita, mutta tulokset ovat sovellettavissa myös muihin geeniterapiavektoreihin.


Kuopion yliopiston julkaisuja G. A.I.Virtanen Instituutti. ISBN 951-27-0605-9


Kuopion yliopisto
Viestintä
tiedotus_at_uku.fi