Tutkimus

Molekyylien vuorovaikutusta tutkimalla turvallisempaan kemikaalikehitykseen

Dario Greco
Dario Greco nimitettiin bioinformatiikan professoriksi Tampereen yliopistoon kesäkuussa 2020.
Tampereen yliopiston tuore bioinformatiikan professori Dario Greco tutkii toksikologiaa uudesta näkökulmasta. Greco tutkii kemiallisten altistusten vaikutusta biologisiin järjestelmiin ja molekyylitasolla tapahtuvia vuorovaikutustapoja ja -mekanismeja. Tavoitteena on edistää turvallisempien ja tehokkaampien lääkkeiden, kemikaalien ja materiaalien suunnittelua.

- Tutkimukseni painopiste on perinteisen toksikologian, toksikogenomiikan ja tietojenkäsittelytieteen rajapinnalla toimiva systeemitoksikologia. Tällä uudella tieteenalalla kemikaalien vaikutuksia mallinnetaan ottaen huomioon sekä rakenteelliset että biologiset ominaisuudet, Greco kertoo.

- Tutkimusryhmässäni, GrecoLabissa, kehitimme yhtenäisen lähestymistavan sekä kemikaalien että materiaalien tutkimiseen. Voimme yhdistää toksikologisen tutkimuksemme suoraan ihmisen fysiologian ja patologian tutkimukseen ja helpottaa siten uudella ja kokonaisvaltaisemmalla tavalla sen tutkimista, kuinka kemikaalit vaikuttavat ihmisen terveyteen.

Uutta tutkimusparadigmaa määrittämässä

GrecoLabin ryhmän tutkijoiden taustat ovat toksikologian, tietojenkäsittelytieteen ja bioteknologian tutkimuksessa.

- Tällä kokoonpanolla voimme olla systeemitoksikologian eturintamassa, jossa itse asiassa osallistumme uuden tutkimusparadigman määrittämiseen, Greco toteaa.

Puhtaan akateemisen tutkimuksen ohella Grecon johtama tiimi auttaa teollisuutta ja viranomaisia ymmärtämään ja toteuttamaan kemikaalien riskien testausta, arviointia ja karakterisointia IATA-ohjeistuksen (integrated approaches to testing and assessment) mukaisesti, erilaisia testaus- ja mallinnustapoja yhdistelemällä.

Nanomateriaalit tiedon lähteenä

Tutkimusryhmän työssä keskeisiä ovat nanomateriaalit (NMs). Tutkijat mallintavat näiden uusien yhdisteiden vaikutuksia tutkimalla nanomateriaaleille altistettujen järjestelmien kerroksittaisia molekyylialueita. Sen jälkeen tietokerrokset voidaan yhdistää altistumisen kokonaisvaltaisiin vaikutuksiin ja altistuskohtaisiin ominaisuuksiin, kuten kestoon, määrään ja materiaalin ominaisuuksiin.

Bioinformatiikan menetelmien avulla tutkijat pyrkivät saamaan selville, millaisia molekyyliverkostoja altistuksen taustalla on. Tämä tapahtuu yhdistämällä altistuskohtaiset ominaisuudet ja havaittavat vaikutukset; näin pyritään määrittelemään toksisuuden molekyylitason vuorovaikutukset.
Tutkimusryhmällä on meneillään useita kansallisen ja kansainvälisen tason projekteja, joissa kehitetään kemikaalitestauksen seuraavaa, vaihtoehtoisten menetelmien sukupolvea in vitro -tekniikoita ja laskennallisia tekniikoita yhdistäen.

- Systeemitoksikologia on parempi vaihtoehto kuin perinteisen toksikologian hidas ja työläs kemikaalien riskien ja altistuksen arviointi. Samalla se avaa ennennäkemättömiä mahdollisuuksia suunnitella turvallisempia ja tehokkaampia lääkkeitä, kemikaaleja ja materiaaleja, Greco sanoo.

Tekoälyä opetetaan ennustamaan kemikaalien ja sairauksien yhteyksiä

Esimerkiksi Business Finlandin rahoittamassa NextCast-projektissa tutkimusryhmä kehittää ohjelmistokokonaisuutta ohjaamaan tehokkaampaan ja luotettavampaan kemikaalien turvallisuuden ja riskin arviointiin.

Suomen Akatemian rahoittamassa Unicast nano -projektissa tutkimusryhmä valmistelee tietokantaa, johon kootaan poikkitieteellistä tietoa kemikaaleista, niiden vaikutuksesta biologisiin systeemeihin ja niiden toimintatavasta. Tämän ennennäkemättömän suuren datamäärän avulla opetetaan sitten tekoälyjärjestelmiä ennustamaan kemikaalien ja sairauksien yhteyksiä.

NanoSolveIT -EU-projektissa käytetään toksikogenomiikkaa ja siihen yhdistettyjä menetelmiä integroidun testaus- ja määrittelykäytännön luomiseksi nanomateriaaleille. Biomap-projektissa ryhmä taas tutkii tiettyjen ihotautipotilaiden molekulaarisia ominaisuuksia ja selvittää mahdollisuutta räätälöidä heille hoitoja.

Dario Greco on kotoisin Italiasta, Napolista, jossa aloitti lääketieteen opiskelun. Hän ei kuitenkaan kokenut lääketiedettä omaksi alakseen, vaan muutti Suomeen, koska halusi tutkijaksi. Hän valmistuikin 2007 genetiikka pääaineenaan maisteriksi Helsingin yliopistosta. Väiteltyään 2009 Helsingin yliopistossa hän työskenteli postdoc-tutkijana Helsingin yliopistollisessa sairaalassa HUSissa, sitten Karoliinisessa instituutissa ja 2013 alkaen omassa tutkimusryhmässään Työterveyslaitoksella. Tampereen yliopistoon Greco tuli tenure track -apulaisprofessoriksi 2017. Bioinformatiikan professoriksi hänet nimitettiin kesällä 2020.

GrecoLab: Predictive Systems Toxicology and Pharmacology

Grecon profiili ResearchGate-portaalissa
 

Lisätietoja:
Professori Dario Greco, dario.greco [at] tuni.fi

 

Uusimmat uutiset kategoriassa Tutkimus

Uusimmat uutiset