11.12. Muisti ei toimi! Mitä elimistössä tapahtuu?

Niko JukarainenFM NIko Jukarainen, väitös
Perjantai 11.12.2009 klo 12, Canthian luentosali L3

Luonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunta/Kemia

NMR Metabolomics Techniques and Mathematical Tools as an Aid in Neurological Diagnosis (NMR-metabolomiikka tekniikat ja matemaattiset työkalut apuna neurologisessa diagnostiikassa)

Vastaväittäjä: Professori Mika Ala-Korpela, Oulun yliopisto
Kustos: Professori Jouko Vepsäläinen, Kuopion yliopisto

Muisti ei toimi! Mitä elimistössä tapahtuu?

Nyky-yhteiskunnassa dementoivat sairaudet ovat valitettavan yleinen ilmiö. Tällä hetkellä käytössä olevat tutkimusmenetelmät eivät pysty toteamaan näitä sairauksia riittävän varhaisessa vaiheessa, mikä puolestaan hankaloittaa aikaista hoidon aloittamista merkittävästi. Tarvittaisiin siis ajankohtaista tietoa elimistön tilasta, ja yksi menetelmä tämän tiedon hankkimiseen on ydinmagneettiresonanssi-, eli NMR-spektroskopia, joka on arvokas työkalu nykyaikaisessa kemiallisessa ja biokemiallisessa tutkimuksessa.

Edellä mainittua menetelmää käytetään nykyisin laajalti sekä biologisessa että lääketieteellisessä tutkimuksessa. Suurin suosio menetelmälle on kuitenkin saavutettu kemian alalla, jossa kiinnostavia käyttökohteita ovat muun muassa pienten molekyylien pitoisuuksien mittaaminen biologisista nesteistä. Nämä pienet molekyylit ovat elimistön aineenvaihduntatuotteita eli metaboliitteja, ja siksi tätä tieteenalaa kutsutaan metabolomiikaksi. Sen tarkoituksena on antaa tietoa jota voidaan käyttää hyödyksi elimistön tilan tutkinnassa.

Metabolomiikka on suhteellisen nuori tieteenala, mutta sen kasvu on viime vuosina ollut todella voimakasta. Sen seurauksena alamme ymmärtää entistä paremmin ihmiselimistön toimintaa sekä pienten molekyylien toimintaan liittyviä tautimekanismeja. Lisäksi, kun metabolomiikkatutkimuksessa hyödynnetään myös matemaattisia luokittelumenetelmiä, on tarjolla työkalu jonka avulla voidaan tutkia henkilökohtaista metaboliaa sekä erilaisten tautien aikana tapahtuvia muutoksia ihmiselimistössä. Nämä syyt ovat tehneet NMR-metabolomiikasta erään aktiivisimmista tutkimuskentistä viimeisen 20 vuoden aikana. Tällä hetkellä tutkimuksen pääpaino on eri sairauksiin liittyvien merkkiaineiden ja metaboliittien pitoisuuksien selvittäminen erilaisissa sairaustiloissa. Tärkeäksi tavoitteeksi koetaan myös pyrkimys erottaa terveet ja sairaat henkilöt toisistaan heidän metaboliittiprofiiliensa perusteella.

Vaikka tulokset ovatkin lupaavia, nykyisten menetelmien kehittämistä sekä uusia lähestymistapoja tarvitaan, jotta paremmin ymmärtäisimme elimistön sisäisiä tapahtumia molekyylitasolla. Tieto eri sairauksiin liittyvistä metaboliaprofiileista on tässä suhteessa ensiarvoisen tärkeässä asemassa, koska sen avulla voimme pystyä tunnistamaan sairausspesifisiä merkkiaineita sekä suorittaa ennaltaehkäisevää ja tilanteen vaatimaa hoitoa. Koska metaboliitit ovat aineenvaihdunnan lopputuotteita, voidaan niiden pitoisuuksien avulla myös saada yksityiskohtaista tietoa lääkeaineiden vaikutuksesta ja toimintamekanismeista elimistössä, parantaen näin annetun hoidon laatua.

Lähivuosien räjähdysmäinen kasvu tällä tutkimuskentällä johtuu myös pyrkimyksestä saavuttaa elimistön sen hetkisen tilan mukainen lääkintä jokaiselle potilaalle. Tärkeä lähtökohta tälle ajatukselle on esimerkiksi eri tutkimusten saavuttaman tietämyksen yhdistäminen. Metaboliittien pitoisuuksia voidaan NMR-spektroskopian lisäksi tutkia muillakin eri menetelmillä, mutta koska jokaisella menetelmällä on omat etunsa ja haittansa, on tietämyksen ja menetelmien tarjoaman informaation yhdistäminen ainoa varma tapa varmistua siitä, että kaikki oleellinen tieto esimerkiksi sairauksien eri vaiheista on käytettävissä. Tästä syystä tulevaisuudessa voi olla viisasta keskittyä esimerkiksi kuvantamismenetelmien ja metabolomiikan yhdistämisen tarjoamiin mahdollisuuksiin.

Väitöskirja on julkaistu sarjassa Kuopion yliopiston julkaisuja C. Luonnontieteet ja ympäristötieteet, ISBN 978-951-27-1405-6. Sitä voi tilata yliopiston kirjaston julkaisumyynnistä, sähköposti: yrjo.valtanen@uku.fi tai verkko-osoitteesta http://www.uku.fi/kirjasto/julkaisutoiminta/julkmyyn.shtml

Lisätietoja:
Tutkija Niko Jukarainen
p. 044 516 5148
niko.jukarainen@uef.fi
 

Artikkelin kirjoitusvuosi: 2009

Takaisin tämän vuoden artikkeleihin