Mycobacterium tuberculosis -bakteerin aiheuttama tuberkuloosi on tällä hetkellä maailman tappavin infektiotauti. Nykyinen tuberkuloosin antibioottihoito on useamman lääkkeen yhdistelmä ja hoito kestää useita kuukausia, mutta ei siitäkään huolimatta takaa onnistunutta mykobakteerin häätämistä. Tehottomien antibioottien käyttö sekä pitkät hoitoajat keskeytyksineen edesauttavat antibioottiresistenttien bakteerikantojen syntyä. Lisäksi turvallisen ja tehokkaan rokotteen puute tekee tuberkuloosin ehkäisemisestä hankalaa.
Luukinen tutki ja kehitti väitöskirjassaan uusia menetelmiä, joilla voitaisiin estää kroonisen infektion synty ja lyhentää nykyisiä lääkehoitoja.
Väitöstutkimuksessa havaittiin, että aktivoimalla immuunivaste lämpötapetulla Listeria monocytogenes -bakteerilla ennen mykobakteeri-infektiota seeprakalan tuberkuloosimallissa saadaan aikaan suojaava immuunivaste. Se vähensi merkitsevästi mykobakteerimääriä ja jopa steriloi mykobakteerin osasta populaatiota. Mittaus tehtiin neljä viikkoa infektion jälkeen.
Toinen väitöskirjassa tutkittu mykobakteerin suojautumiskeino on biofilmin muodostaminen. Biofilmi on useille bakteereille luontainen tapa muodostaa bakteeriyhteisöjä, joissa tuotetaan solunulkoisia rakenteita. Nämä rakenteet antavat bakteeripopulaatiolle tukea ja suojaa ja nostavat sietokyvyn antibioottia kohtaan moninkertaiseksi. Aikaisemmista tutkimuksista tiedetään, että immuunivasteiden heikentämisen ja infektion aikaansaamisen jälkeen mykobakteeri muodostaa biofilmiä granuloomissa. Granuloomat ovat mykobakteeri-infektiossa muodostuvia rakenteita, joissa mykobakteeri on suljettuna isännän soluista muodostuvan kuoren sisään.
Väitöstutkimuksessa validoitiin nopea bioluminesenssimittaukseen perustuva tappokäyräanalyysi, jolla voidaan mitata erityisesti persistoivia soluja eli antibioottia keskimääräistä pidemmän ajan sietävien mykobakteerien alapopulaatiota.
— Tuloksista havaittiin, että biofilmissä on suhteessa paljon enemmän persistoivia mykobakteereja. Tätä uutta menetelmää voitaisiin käyttää tulevaisuudessa seulomaan nopeasti persistoiviin bakteereihin kohdentuvia lääkkeitä, selventää Luukinen.
Mykobakteeribiofilmien antibioottitoleranssin lisäksi väitöskirjassa tutkittiin biofilmin proteiineihin kohdentuvia sybodeja. Sybodit ovat synteettisiä vasta-aineen sitoutumisosaa matkivia molekyylejä, joiden sitoutumista voidaan helposti muokata ja seuloa halutun kohteen mukaan olemassa olevista sybody-kirjastoista.
Seulonnasta saatujen potentiaalisten sybodien sitoutumista mykobakteerin biofilmiin arvioitiin konfokaalimikroskopian avulla ja havaittiin, että nämä molekyylit voisivat olla lupaava tapa kohdentaa terapeuttisia aineita suoraan biofilmiin.
— Nykyisiä antibioottihoitoja voidaan mahdollisesti tehostaa ja hoitojen pituutta lyhentää ottamalla huomioon granuloomien sisällä biofilmeissä olevat mykobakteeripersisterit, Luukinen sanoo.
Väitöstilaisuus perjantaina 17. maaliskuuta 2023
Filosofian maisteri Hanna Luukisen kokeellisen immunologian alaan kuuluva väitöskirja Novel concepts of mycobacterial evasion mechanisms tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa perjantaina 17.3.2023 klo 12 Arvo-rakennuksen Jarmo Visakorpi -salissa, Arvo Ylpön katu 34, Tampere. Vastaväittäjänä toimii professori Antti Iivanainen Helsingin yliopistosta. Kustoksena toimii tenure track -professori Mataleena Parikka Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnasta.
Seuraa väitöstilaisuutta etäyhteydellä.
Kuva: Bruno Luukinen