Kantasolupohjaisilla solu- ja kudosmalleilla voidaan tutkia solujen ja kudosten toimintaa, tautien ja vaurioiden fysiologiaa sekä lääkeaineiden tai ympäristömyrkkyjen vaikutuksia. Lisäksi mallit tarjoavat työkaluja personoituun lääketestaukseen ja kehon varaosien kehittämiseen.
Toimiva solumalli vaatii ympäristöolosuhteiden tarkkaa säätöä, erityisesti lämpötilan, pH:n ja happipitoisuuden hallintaa. Tämä on tärkeää esimerkiksi mallinnettaessa hapen puutetta kudoksessa eli iskemiaa, joka liittyy moniin sairauksiin. Keskeinen osa solumallin ohjausjärjestelmää on happianturi, jonka on tuotettava reaaliaikaisesti ja soluja häiritsemättä tietoa happitilanteesta. Väitöskirjassa kehitettiin valoa säteilevään happiherkkään merkkiaineeseen perustuvia hapenmittausmenetelmiä.
- Pintaselektiivinen optinen mittausteknologia yhdistettynä bioyhteensopivaan merkkiaineeseen tarjoaa erinomaisen mahdollisuuden tehdä reaaliaikaisesta hapenmittauksesta sekä luotettavaa että soluille lempeää. Se mahdollistaa myös tarkat paikalliset mittaukset ja sulautuu sujuvasti osaksi yksikössämme kehitettyä, monia mittaus- ja kuvantamistoimintoja yhdistävää soluviljelyjärjestelmää, Välimäki kertoo.
Välimäki on kehittänyt väitöskirjassaan sekä optisia mittausjärjestelyjä että bioyhteensopivia merkkiaineratkaisuja. Työ pintaselektiivisten eli pinnan lähellä tapahtuviin ilmiöihin kohdistuvien optisten mittausjärjestelmien parissa sai alkunsa Teknologian tutkimuskeskus VTT:llä noin kymmenen vuotta sitten, jolloin Välimäki kehitti teknologiaa huumeiden pikadiagnostiikan tarpeisiin.
- Ymmärsimme tuolloin, että pintaselektiivinen optinen mittaus mahdollistaa immunologisten merkkiaineiden sitoutumisen reaaliaikaisen seurannan jopa haastavissa biologisissa näytteissä ilman näytteen esikäsittelyä. Tähän perustuen pystyimme selvästi nopeuttamaan useaa kehitettyä huumetestiä, Välimäki kertoo.
Huumetestien lisäksi Välimäen kehittämät mittausmenetelmät sopivat muidenkin molekyylien immunodiagnostiikkaan. Kiinnostavia molekyylejä ovat muun muassa lääkeaineet, hormonit, ympäristömyrkyt, vasta-aineet ja virukset. Maailmaa vaivaava Covid-19 pandemia muistuttaa kipeästi pikatestien kehittämisen tärkeydestä.
Hannu Välimäki on syntynyt Turussa ja opiskellut diplomi-insinööriksi Tampereella. Nykyään hän työskentelee tutkijana Tampereen yliopiston monikudosmallintamisen huippuyksikössä.
Diplomi-insinööri Hannu Välimäen biolääketieteen tekniikan alaan kuuluva väitöskirja Surface-selective Luminescence Methods ─ Enabling technologies for rapid immunoassays and chemical sensing in cell cultures tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa perjantaina 28.8.2020 klo 12 alkaen. Vastaväittäjänä toimii professori Carl-Fredrik Mandenius Linköpingin yliopistosta Ruotsista. Kustoksena on emeritusprofessori Jukka Lekkala lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnasta.
Koronavirustilanteen takia väitöstilaisuus järjestetään etäyhteydellä. Varayhteys, meeting ID: 690 5166 2445
Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa
http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-1633-4
Kuva: Maija Välimäki