Hyppää pääsisältöön

ARCHIMEDES-projekti kehittää toksikologian suurta uudistusta ERC-rahoituksella

Julkaistu 29.3.2022
Tampereen yliopisto
ryhmäkuvassa Fhaiven tutkijatViisivuotinen ARCHIMEDES-projekti toteutetaan Fhaive-asiantuntijakeskuksessa. Projektin tulokset helpottavat ja nopeuttavat uusien, älykkäämpien ja kestävämpien kemikaalien, lääkkeiden ja materiaalien kehittämistä, professori Dario Greco sanoo. Samalla tutkimus häivyttää kuilua akateemisen innovaation sekä teollisen ja yhteiskunnallisen relevanssin ja kestävyyden välillä.
Kemikaalien turvallisuustestausta ja lääkekehitystä voidaan tehostaa huomattavasti yhdistämällä menetelmiä ja näkökulmia. Professori Dario Greco Tampereen yliopistosta kehittää toksikologian uutta paradigmaa pian alkavassa ARCHIMEDES-projektissa, joka on saanut kahden miljoonan euron ERC Consolidator Grant -rahoituksen.

Archimedes-nimi on muodostettu sanoista “Data-driven integrated approaches to chemical safety assessment and drug development”.

Tutkimuksessa yhdistetään toksikologian, farmakologian ja biolääketieteen big dataa, tekoälyä, toksikogenomiikkaa, molekyylianalyysia ja soluteknologiaa.

Kyseessä on myös yksi ensimmäisistä yrityksistä yhdistää järjestelmällisesti laskennallista data-analyysia GLP- eli Good Laboratory Practice -hyväksyttyihin testeihin.

Turvallisuusarviointi pullonkaulana

— Kemikaalien turvallisuusarviointi on nykyisin pullonkaula sekä kemikaaleihin että lääkkeisiin liittyvissä innovaatioissa, Greco sanoo.

Vain noin prosentti yli 250 000:sta nykyisin markkinoilla olevasta kemikaalista on Grecon mukaan testattu riittävän hyvin. Uuden lääkevalmisteen tuominen markkinoille taas kestää noin kymmenen vuotta, mikä esimerkiksi pandemiaoloissa on pitkä aika.

Perinteinen toksikologia toimii lineaarisesti ja tuottaa tietoa yhden kemikaalin vaikutuksesta kerrallaan. Vaihtoehtoisessa ja täydentävässä lähestymistavassa, systeemitoksikologiassa, sen sijaan tarkastellaan myös kemikaalien vaikutusmekanismeja biologisissa systeemeissä.

— Systeemitoksikologiaa ei kuitenkaan ole täysin standardisoitu eivätkä lainsäätäjät vielä hyväksy suurinta osaa systeemitoksikologian menetelmin tuotetusta näytöstä.

— Tarvitsemme uuden informatiivisen ja skaalattavan paradigman, nopeampia ja luotettavampia testejä ja relevantimpia in vitro -malleja, Greco toteaa.

Toksikologian datalle rakennetaan uusi, yhteinen alusta

Grecon tarkoituksena on koota nykyisin hajallaan oleva toksikologinen tieto uudelle laskennalliselle alustalle, jossa dataa voidaan hakea ja yhdistellä sen ominaisuuksien perusteella, jolloin siitä tulee myös käyttökelpoisempaa.

Alusta, Toxicology Knowledge Graph, toimii samalla tekoälyn algoritmien oppimisalustana. Tekoäly voidaan opettaa tunnistamaan esimerkiksi vaaralliset kemikaalit tai löytämään yhteyksiä erilaisten kemikaalien välillä.

— Haluan perustaa kattavan toksikologian hakukoneen, kuin toksikologian Googlen, josta tutkijat voivat etsiä tietoa kemikaaleista tai sairauksista, Greco sanoo.

— ARCHIMEDES auttaa heitä löytämään sopivat solumallit tutkimukseen sekä oikeat geenit ja kemikaalit testattavaksi. Käännämme myös järjestelmällisesti Toxicology Knowledge Graphin sisältämän datan GLP- eli Good Laboratory Practice -käytännön mukaisiin kokeisiin.

Tekoälyn algoritmien avulla voidaan määritellä myös laskennallisten, kokeellisten ja niin sanottujen IATA-mallien eli Integrated Approaches to Testing and Assessment -mallien sovellettavuus eri tapauksissa.

— Jos tämä toimii, on mahdollista, että se mullistaa koko alan, Greco toteaa.

Tiede on ratkaisu ihmiskunnan ongelmiin

ERC-rahoitus on arvostetuin rahoitus, jonka yksittäinen tutkija voi Euroopassa saada. Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnalle rahoitus on lajissaan ensimmäinen.

— Tämä onnistuminen heijastaa Tampereen yliopiston erinomaista tutkimusympäristöä, johon yliopisto on vuosien kuluessa investoinut hankkimalla huippuluokan tutkimusinfrastruktuurin, ja joka houkuttelee loistavia tutkijoita useista maista, Greco sanoo.

Greco sai tiedon ERC-rahoituksesta, kun Ukrainan sotaa oli kestänyt pari viikkoa.

— Se, että sain tämän tällaisella hetkellä, saa minut ajattelemaan, että ainoa ratkaisu maailman ongelmiin on tiede. Pommit eivät ratkaise ihmiskunnan ongelmia, vaan tiede.

Viisivuotinen tutkimus alkanee syksyllä ja se tehdään FHAIVE-asiantuntijakeskuksessa, Finnish Hub for Development and Validation of Integrated Approaches.

 

ARCHIMEDES-projektin logo

Piirros: Dario Greco
Kuva: Jonne Renvall