Uusi lääkemolekyylien seulontamenetelmä voi tuoda läpimurron lääkkeiden toimintaongelmiin

Tampereen yliopiston professori Tero Järvisen johtamassa tutkimuksessa on kehitetty uudenlainen lääkemolekyylien seulontamenetelmä. Menetelmä mahdollistaa miljardien potentiaalisten molekyylien seulonnan ja auttaa ratkaisemaan ongelmia, jotka liittyvät lääkeaineiden kulkeutumiseen elimistössä. Tutkimus julkaistiin Life Science Alliance -lehdessä 11.2.2025.

Seulontamenetelmä perustuu elävässä organismissa suoritettavan biopannauksen ja mikrodialyysin yhdistämiseen sekä moderneihin sekvenointimenetelmiin.

Biopannaus (phage display) on todellinen lääkekehityksen ”Sampo”. Se on laboratoriotekniikka, jonka kehitys tuotti ainakaan keksijälleen Nobel-palkinnon ja jota hyödyntämällä suurin osa 100:sta maailman eniten myydystä lääkeaineesta on löydetty. Biopannauksessa voidaan seuloa miljardeja proteiinien paloja eli peptidejä niiden haluttujen ominaisuuksien pohjalta. Tällainen ominaisuus voi olla esimerkiksi niiden kyky sitoutua tiettyyn reseptoriin tai solutyyppiin. Mikrodialyysi puolestaan on menetelmä, jolla voidaan kerätä ja analysoida pieniä molekyylejä kudosnesteestä, esimerkiksi suoraan sairaasta kudoksesta.

– Olemme tutkimusryhmäni kanssa olleet 20 vuoden ajan kiinnostuneita tiettyyn kudokseen tai kudosvammaan verenkierron välityksellä hakeutuvista peptideistä. Nyt kehittämämme uuden tekniikan avulla pyrimme löytämään sellaisia peptidejä, joissa on ylimääräinen toiminnallinen ominaisuus, solujen läpi kulkeminen. Tämä takaisi sen, että lääkemolekyyli todellakin kertyy sinne, missä varsinainen sairaus on aktiivinen, Järvinen kertoo.

Elimistö ei aina kykene ottamaan lääkeainetta vastaan toivotulla tavalla. Esimerkiksi aivojen veri-aivoeste suojaa aivoja haitallisilta aineilta, mutta voi myös estää lääkkeiden tehokkaan kulkeutumisen aivokudoksiin. Vastaavan ongelman aiheuttaa syöpäkudoksen korkea paine. Koska uudessa seulontamenetelmässä etsittävät peptidit käyttäytyvät kuin virukset ja pääsevät solun sisään, nämä esteet pystytään ohittamaan liittämällä lääkemolekyyli tällaiseen peptidiin.

Nyt kehitetyllä seulontamenetelmällä pystyttiin löytämään miljardien potentiaalisten lääkemolekyylien joukosta muutamia biologisesti erittäin aktiivisia molekyylejä. Nämä molekyylit hakeutuvat spesifisesti kohdekudokseen ja pystyvät kohdekudoksessa kertymään soluvälitilaan kulkemalla solujen läpi.

– Uskomme, että kehittämämme menetelmän avulla tullaan löytämään uusia lääkemolekyylejä ja mahdollisesti ratkaisemaan lääketieteen suuria ongelmia, jotka liittyvät esimerkiksi lääkeaineiden kuljettamiseen aivoihin tai syöpäkudokseen. Tavoitteenamme on myös perustaa bioteknologian yritys tämän keksinnön ympärille, Järvinen sanoo.

Tutkimusmenetelmää on seuraavaksi tarkoitus testata laajemmin yhteistyökumppaneiden kanssa.

Tutkimuksen tehneeseen ryhmään kuuluivat Tero Järvisen lisäksi Toini Pemmari, Stuart Prince, Niklas Wiss, Ulrike May, Fernanda Munoz Caro ja Soili Lehtonen Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnasta. Lisäksi mukana olivat Tays Silmäsairaalan ylilääkäri Hannele Uusitalo-Järvinen ja syöpäbiologian professori Tambet Teesalun tutkimusryhmä Tarton yliopistosta, Virosta.

Tutkimusartikkeli: Toini Pemmari, Stuart Prince, Niklas Wiss, Kuldar Kõiv, Ulrike May, Tarmo Mölder, Aleksander Sudakov, Fernanda Munoz Caro, Soili Lehtonen, Hannele Uusitalo-Järvinen, Tambet Teesalu, Tero AH Järvinen: Screening of homing and tissue-penetrating peptides by microdialysis and in vivo phage display. Life Science Alliance Feb 2025, 8 (5) e202201490: DOI:10.26508/lsa.202201490.