Kuopion yliopisto

Kaikkonen Minna (FM) 23.5.2008

Lääketieteellinen tiedekunta

Molekulaarinen lääketiede

Engineering baculo- and lentiviral vectors for enhanced and targeted gene delivery (Geeninsiirron tehostaminen ja kohdentaminen pintamuokatuilla bakulo- ja lentiviruksilla)

Vastaväittäjä: Dosentti Varpu Marjomäki, Jyväskylän yliopisto
Kustos: Professori Seppo Ylä-Herttuala, Kuopion yliopisto
Aika ja paikka: Perjantai 23.5.2008 klo 12, Tietoteknian auditorio


Väitöstiedote:


Pintamuokatut bakulo- ja lentivirukset parantavat geeninsiirron tehokkuutta

Väitöskirjatyössä kehitettiiin viruksia, jotka parantavat bakulo- ja lentivirusvektoreiden ominaisuuksia geeniterapian toteuttamiseksi turvallisella ja tehokkaalla tavalla. Väitöstyössä kehitettiin myös ensimmäistä kertaa virusvektori, jonka avulla voidaan kuvantaa sekä vektorin kulkeutumista että siirtogeenin ilmenemistä elimistössä. Kehitetyllä menetelmällä voidaan mahdollisesti tulevaisuudessa kuvata potilaille annostelun geenilääkkeen tarkka sijainti kohdekudoksessa sekä hoitovaste.

Geeniterapiaa pidetään yhtenä tulevaisuuden hoitomuodoista useiden perinnöllisten ja ympäristöstä johtuvien sairauksien, kuten syövän ja sydän- ja verisuonisairauksien hoitoon. Sairauksien hoitaminen geeniterapialla edellyttää vektoreita, kuljettimia, joiden avulla hoitogeeni pystytään siirtämään tehokkaasti kohdekudoksiin. Virukset ovat evoluution optimoimia geeninsiirtäjiä ja nykyään tehokkaimpia käytössä olevia vektoreita. Silti näiden vektoreiden tehokkuus ei useinkaan ole riittävä eikä siirretyn geenin vaikutusaika kudoksissa optimaalinen. Toinen ratkaisuaan odottava ongelma on geeniterapian tehokas kohdentaminen haluttuihin elimiin tai kudoksiin.

Väitöskirjatyön tavoitteena oli luoda uusia tehokkaampia bakulo- ja lentiviruskuljettimia kehittämällä muun muassa avidiini-biotiini -teknologiaan perustuva geeninkuljettimien kohdentamismenetelmä. Bakulovirukset ovat hyönteisiä infektoivia viruksia, jotka eivät lisäänny selkärankaisissa. Lentivirukset puolestaan ovat ihmisen immunokatoviruksesta räätälöityjä vektoreita, joiden lisääntymiselle oleelliset geenit on poistettu. Bakulovirukset saavat aikaan väliaikaisen siirtogeenin ilmenemisen, kun taas lentivirusten erikoisuutena on niiden perimäaineksen pysyvä liittäminen isäntäsolun genomiin, mikä mahdollistaa hoidon pitkäaikaisen vaikutuksen.

Väitöskirjassa viruksia muokattiin geneettisesti ilmentämään pinnallaan (strept)avidiinia tai biotiinia. Tämä mahdollistaa minkä tahansa molekyylin kiinnittämisen viruksen pintaan tiukan avidiini-biotiini -sidoksen avulla. Tulokset osoittivat, että ohjaamalla tällä tekniikalla bakulo- ja lentivirusten tarttumista solun pinnan molekyyleihin virusten geeninsiirtotehokkuutta voitiin parantaa 10–300 prosenttia. Tekniikkaa hyödynnettiin myös bakulovirusten puhdistamiseen ja konsentrointiin.

Bakuloviruksen geeninsiirtotehokkuutta pyrittiin lisäksi parantamaan ilmentämällä sen pinnalla osaa vesicular stomatitis viruksen pintaproteiinista (VSV-GED). Tuloksista havaittiin, että VSV-GED tehostaa merkittävästi bakulovirusvälitteistä geeninsiirtoa soluviljelmässä, rotan aivoissa sekä kanin takaraajan lihaksessa.

Väitöstyössä kehitettiin virusvektori, jonka avulla voidaan kuvantaa sekä vektorin kulkeutumista että siirtogeenin ilmenemistä elimistössä. Tämä streptavidiinia pinnallaan ilmentävä lentivirus leimattiin radioaktiivisella merkkiaineella ja sen kulkeutumista rotan aivoissa seurattiin SPECT/CT-laitteella virusinjektion jälkeen. Ferritiini-merkkigeenin ilmenemistä puolestaan seurattiin magneettiresonanssikuvantamisella yli kahden kuukauden ajan.

Viruksien biologian yksityiskohtainen tuntemus on tärkeää kehitettäessä niistä geenilääkkeitä. Väitöskirjatyössä tutkittiin siksi myös bakuloviruksen omien geenien ilmentymistä nisäkässoluissa sekä valotettiin viruksen sisäänmenon aiheuttamia muutoksia soluissa.

Väitöskirja julkaistaan sarjassa Kuopion yliopiston julkaisuja G, A.I.Virtanen Institute for Molecular Sciences. 63, ISBN 978-951-27-1122-2, ISBN 978-951-27-1104-8 (PDF) Sitä voi tilata yliopiston kirjaston julkaisumyynnistä, sähköposti: yrjo.valtanen@uku.fi tai verkko-osoitteesta http://www.uku.fi/kirjasto/julkaisutoiminta/julkmyyn.shtml

Lisätietoja:
FM Minna Kaikkonen
A.I. Virtanen -instituutti, Bioteknologian ja molekulaarisen lääketieteen laitos
p. 017 240 872, 050 535 1535
minna.kaikkonen@uku.fi



Kuopion yliopisto
Viestintä
tiedotus_at_uku.fi