Nanopartikkeleiden avulla saatavissa tarkempaa ja herkempää diagnostiikkaa (Väitös FM Tuomas Näreoja, 8.8.2014, biolääketiede)

​Turun yliopiston tiedote 1.8.2014

Yksi Näreojan väitöstutkimuksen tavoitteista oli luoda tarkempi ja herkempi diagnostinen määritys aivolisäkkeen tuottamalle tyreotropiinille eli TSH:lle. TSH on merkkiaine, jonka poikkeava pitoisuus kertoo kilpirauhasen autoimmuunisairaudesta, kilpirauhasen vajaa- ja liikatoiminnasta sekä metabolisen oireyhtymästä. Tarkemmilla määrityksillä voidaan seurata lääkityksen pitoisuuksia ja hoidon onnistumista entistä paremmin, jolloin oikea hoito löydetään nopeasti ja haitallisia sivuvaikutuksia voidaan vähentää.

– Tämä on erityisen tärkeää raskausajan kilpirauhassairauksissa, koska molemmat, sekä liian korkeat että liian matalat TSH-pitoisuudet ovat vaarallisia äidille ja voivat vahingoittaa sikiön aivojen kehitystä, Näreoja sanoo.

Tutkimuksessa onnistuttiinkin mittaamaan niinkin matala TSH pitoisuus kuin 60 nanoyksikköä litrassa perustamalla määrityksen kehittäminen nanopartikkelileimojen sitoutumismekanismihavaintoihin.

Väitöstyössään Näreoja tutki nanopartikkelileimojen sitoutumismekanismeja sekä sitoutumiseen vaikuttavia vasta-aineiden kiinnittämismalleja. Tavoitteena oli myös vähentää ei-toivottua epäspesifistä sitoutumista ja virheellisten testitulosten määrää.

– Fluoresenssisignaalia käyttävissä immunomäärityksissä vasta-ainepäällysteisistä nanopartikkelileimoista saadaan erittäin voimakas signaali ja jopa yksittäisten molekyylien havainnoiminen biologisista näytteistä on mahdollista, Näreoja kuvaa.

Tutkimuksessa yhden 90 nanometrin nanopartikkelin pinnalle voidaan kiinnittää yli sata vasta-ainetta, jolloin leimat sitoutuvat yli kymmenen kertaa tehokkaammin verrattuna tavanomaiseen leimattuun vasta-aineeseen.

– Nanopartikkeliteknologiaa hyödyntävien testien määritysraja voi olla jopa sata kertaa matalampi kuin perinteisen testin, Näreoja sanoo.

Aikaisemmin ongelmana on kuitenkin ollut se, että nanopartikkelileimojen suuri pinta-ala on lisännyt myös leimojen ei-toivottua epäspesifistä sitoutumista. Ne kärsivät enemmän myös näytematriisin aiheuttamista ongelmista. Nämä seikat ovat osaltaan estäneet nanopartikkelileimojen laajamittaisemman käytön.

– Havaitsimme, että suurin ero spesifisen ja määrityksiä haittaavan epäspesifisen sitoutumisen välillä ei ollut sitoutumisvoimakkuudessa vaan niiden sitoutumisnopeudessa. Siksi mikroreaktioastian toiminnallisen pinnan tuli kattaa vain pieni osa kokonaispinta-alasta, jotta yksittäisen nanopartikkelin sitoutumisaikaa voitiin lyhentää sekoitusnopeutta nostamalla, Näreoja sanoo.

Yhtä lailla tärkeää oli antaa nanopartikkelileiman pinnalle adsorboituvien eli löyhästi kiinnittyvien näytematriisiproteiinien saavuttaa reaktiotasapaino ennen kuin määritys käynnistettiin.

– Onnistuimme myös kehittämään vasta-ainesuodatukseen perustuvan näytteen esikäsittelymenetelmän, joka vähentää väärien negatiivisten ja positiivisten testitulosten määrää merkittävästi, Näreoja sanoo.

***

Perjantaina 8. elokuuta 2014 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (Medisiina, Kiinamyllynkatu 10, Turku) julkisesti tarkastettavaksi filosofian maisteri Tuomas Näreojan väitöskirja ”Nonspecific binding in sandwich-type immunoassays utilizing nanoparticulate labels” (Epäspesifisten sitoutumisreaktioiden syyt ja niiden vähentäminen nanopartikkelileimoja hyödyntävissä kaksikohtaisissa immunomäärityksissä). Virallisena vastaväittäjänä toimii professori Hans J. Tanke Leiden University Medical Centeristä Alankomaista ja kustoksena professori Pekka Hänninen.

FM Tuomas Näreoja on syntynyt 1981 Kaarinassa ja kirjoittanut ylioppilaaksi 2000 Kastun lukiosta Turusta. Filosofian maisteriksi Näreoja valmistui 2008 Turun yliopistosta. Parhaillaan hän toimii yliopisto-opettajana Turun yliopistossa. Väitös kuuluu biolääketieteen alaan.