Väitös

Väitös: Kantasolupohjaisten sydänsolujen biomekaniikkaa voidaan mitata videomikroskopialla

Antti Ahola
Sydänsolujen toimintaa voidaan tutkia kuvaan perustuvilla mittauksilla. Antti Ahola kehitti väitöskirjatyössään tutkimusmenetelmän kantasolupohjaisten sydänsolujen biomekaniikan tutkimiseen videomikroskopiakuvien avulla. Menetelmää voidaan käyttää esimerkiksi perinnöllisten sydänsairauksien tutkimuksessa.

Ihmisten sydänsolujen tutkiminen laboratorio-olosuhteissa on ollut perinteisesti haastavaa. Uudelleenohjelmoidut iPS-kantasolut ovat tarjonneet uusia mahdollisuuksia sydänsairauksien ja lääkeaineiden tutkimukseen, kun sydänsoluja on voitu uudelleenohjelmoida kenen tahansa soluista. Menetelmät solujen tutkimiseen ovat kuitenkin rajoittuneet pääasiassa sähköisiin mittauksiin, sillä solujen mekaanisiin ominaisuuksiin ei ole ollut helposti saatavilla olevia tutkimusmenetelmiä.

Diplomi-insinööri Antti Ahola kehitti väitöskirjatyössään menetelmän, jonka avulla voidaan tutkia yksittäisten sydänsolujen mekaanisia ominaisuuksia laboratorio-olosuhteissa kuvaamalla solujen sykintää videolle mikroskoopin kautta. Kuvaan perustuvalla mittauksella soluista lasketaan niiden sykintää kuvaavia arvoja.

Työssä havaittiin, että videoanalyysi tarjoaa helposti lähestyttävän menetelmän solujen toiminnallisuuden tutkimiseksi. Sillä voitiin havaita sykinnän mekaanisia poikkeamia pitkä QT -oireyhtymää sairastavien henkilöiden sydänsoluissa. Menetelmää voitiin käyttää yhtäaikaisesti myös solun sähköfysiologiaa mittaavien menetelmien kanssa.

– Yksittäisten sydänsolujen perinteiset tutkimusmenetelmät saattavat vahingoittaa mitattavia soluja tai muutoin vaikuttaa niiden toimintaan. Väitöstyössä kehittämäni menetelmä ei ole soluille haitallinen, ja sitä voidaan siten käyttää myös solujen pidempiaikaisessa seurannassa. Se on myös automatisoitavissa suuria näytemääriä varten, Ahola toteaa.

Kantasolupohjaisten sydänsolujen käyttö tutkimuksissa antaa mahdollisuuden perinnöllisten sydänsairauksien tutkimiseen ja yksilöllisiin lääkeainetutkimuksiin sekä vähentää eläinkokeiden tarvetta lääkeainetutkimuksissa. Uuden menetelmän avulla saadut tulokset biomekaniikasta täydentävät sähköisillä mittauksilla saatavaa tutkimustietoa.

Väittelijä Antti Ahola on syntynyt Hämeenlinnassa ja valmistunut diplomi-insinööriksi Tampereen teknillisestä yliopistosta vuonna 2010. Hän työskentelee tällä hetkellä Tampereen yliopistolla monikudosmallintamisen huippuyksikköön kuuluvassa laskennallisen biofysiikan ja kuvantamisen ryhmässä.

Diplomi-insinööri Antti Aholan biolääketieteen tekniikan alaan kuuluva väitöskirja Quantification of Stem Cell Derived Cardiomyocyte Beating Mechanics using Video Microscopy Image Analysis tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa perjantaina 29.3.2019 klo 12 Hervannan kampuksen Tietotalon salissa TB109 (Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Vastaväittäjänä toimii Dr. Ing. Gunnar Seemann (University Heart Center Freiburg · Bad Krozingen, Saksa). Kustoksena toimii professori Jari Hyttinen Tampereen yliopistosta. Väitöstilaisuus on englanninkielinen.

Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-1007-3