12.11.2010

Kohti nopeampaa ja tarkempaa diagnostiikkaa

Vakavien sairauksien varhaista havaitsemista ja hoitoa pyritään edistämään kehittämällä lääketieteen käyttöön uusia diagnostisia menetelmiä. FiDiPro-professori Kalle Levon kehittää diagnostisia biosensoreita, joiden perustana ovat sähkökemialliset menetelmät.

Kolmisenkymmentä vuotta sitten Suomesta maailmalle lähtenyt Kalle Levon on diagnostisten biosensorien kehittäjänä yksi alan eturivin tutkijoista kansainvälisesti. New Yorkissa viime vuodet työskennellyt Levon on erikoistunut sähkökemiallisten menetelmien käyttöön diagnostiikan kehittämisessä. Tutkimus on saanut paljon huomiota, viimeksi tänä vuonna hänet palkittiin kehittämästään biosensorista BioAccelerate NYC Prize -palkinnolla. Nopeaksi ja luotettavaksi luonnehdittua biosensoria voidaan käyttää muun muassa syövän havaitsemiseen.



”Tulosten nopea saaminen, itsetestaus ja langattomat testimenetelmät ovat tämän hetken haasteita diagnostiikan kehittämisessä”, Kalle Levon sanoo.

Parhaillaan Kalle Levon jakaa aikansa New Yorkin ja Turun välillä - tavoitteena on olla puoli vuotta vuodesta kummassakin kaupungissa. Turun laboratorio sijaitsee Åbo Akademin prosessikemian keskuksessa Levonin hostin, professori Ari Ivaskan ryhmän tiloissa. Historiallisissa maisemissa Turun Tuomiokirkon kupeessa etsitään nyt ratkaisua entistä parempien biosensorien kehittämiseksi.

"Tulosten nopea saaminen, itsetestaus ja langattomat testimenetelmät ovat tämän hetken haasteita diagnostiikan kehittämisessä", Kalle Levon luettelee. "Menetelmien on oltava nopeita, yksinkertaisia ja edullisia. Jos esimerkiksi hiv-testaukseen on Afrikassa viiden tunnin matka, on selvä, että kynnys lähteä testaukseen on korkea. Jos potilas pystyy tekemään testin itse kotona tai kotikylässä, saadaan testitulokset lähetyksi lääkärille ratkaisevasti aikaisemmassa taudin etenemisvaiheessa."

Edullinen ja yksinkertainen menetelmä

Kalle Levonin kehittämille mittalaitteille on ominaista se, että niiden käyttöön ei tarvita monimutkaisia lisälaitteita tai erityistä laitteiden käyttämiseen koulutettua ammattihenkilöstöä. Myös tulokset saadaan niillä poikkeuksetta nopeasti. Biosensorin avulla lääkäri voisi jo esimerkiksi leikkauksen kuluessa havaita potilaalla olevan tulehduksen.

FiDiPro-hankkeessa tavoitteena on kehittää yksinkertainen ja taloudellinen mittalaite geneettiseen diagnostiikkaan. Laitteessa käytettävät menetelmät perustuvat immunomäärityksiin, joilla voidaan havaita yksittäisiä tauteja helposti ja nopeasti. Mittausta varten kehitetään mikrofluidinen siru ja mittausmenetelmänä käytetään potentiometriaa mittaamaan DNAn muutoksia. Potentiometria on mittausmenetelmänä taloudellinen ja helppokäyttöinen ja tarvittava mittalaitteisto on yksinkertainen.

Sairauksien mekanismeista päästään selville tutkimalla proteiineja. Myös syövän aikainen diagnosointi perustuu uusien proteiinien havaitsemiseen tai proteiinikonsentraatioiden muutoksiin. "Jos löydämme vasta-aineen, joka reagoi taudin kehittymiseen ja pystymme näitä vasta-aineita kehittämään, voimme käyttää niitä hyväksi biosensorissa. Biosensori pystytään tekemään, jos löydetään ja pystytään kehittämään tekijä, joka reagoi spesifisesti taudin aiheuttajaan", Levon tiivistää.

FiDiPro-ohjelma mahdollisti yhteistyön

Professori Ari Ivaska on innoissaan laboratorionsa uudesta aluevaltauksesta. "Kallen myötä saimme uuden mielenkiintoisen avauksen tutkimukseemme. Sovellamme ryhmän osaamista ja työkaluja kokonaan toiselle alueelle. Tämä tuo uutta virtaa työhömme", Ivaska iloitsee.

Ari Ivaska ja jatko-opiskelija Sara Andersson ovat innoissaan  Kalle Levonin (kesk.) uusista tutkimusaiheista.

Ivaska ja Levon ovat seuranneet toistensa tutkimusta ja etenemistä jo usean vuosikymmenen ajan. Professoreja yhdistää johdepolymeerien tutkimus. Ivaska on erikoistunut teollisuuden prosessien tutkimukseen ja Levon hyödyntää polymeerikemian osaamista bio- ja lääketieteen tutkimuksessa. Ivaska on alun perin analyyttinen sähkökemisti ja insinööri, Levon puolestaan orgaaninen kemisti.

"Olemme tehneet tutkimusta ikään kuin rinnakkain, mutta maantieteellisesti ja fyysisesti erillään", Ivaska kuvailee. Tilaisuus henkilökohtaiseen tapaamiseen tuli viimein vuonna 2007, kun Kalle Levon kutsui Ari Ivaskan järjestämäänsä tieteelliseen konferenssiin New Yorkiin. Konferenssissa tutkijat ryhtyivät keskustelemaan siitä, että heillä olisi hyvinkin täydennettävää toinen toistensa tutkimukseen.

"Meillä on periaatteessa ollut käytössä sama menetelmä, jota sovellamme eri tutkimuskohteisiin. Yhteistä on anturien ja anturimateriaalien kehittäminen, samoin analytiikka", professorit kertovat. "Ari tekee erittäin laadukasta ja viimeisteltyä työtä menetelmäpuolella ja se tuo selkeää lisäarvoa meidän tutkimuksellemme", Levon täydentää. "Ivaskan ryhmä on maailmalla tullut kuuluisaksi työstään ja koko prosessikemian keskus on äärimmäisen korkeatasoinen tutkimusyksikkö kansainvälisesti. Olin kuullut täällä tehtävästä tutkimuksesta usealta taholta."

Yhteistyötä ja yritteliäisyyttä

Jatko-opiskelija Ulriika Mattinen jännittää polymeerikuitua kuitunauhaksi.

FiDiPro-ohjelman ansiosta mahdollisuus yhteistyöhön avautui luontevasti. Levonin ja Ivaskan hanke on Tekesin rahoittama, joten mukana on myös yrityskumppaneita. Mukaan tutkimushankkeeseen lähtivät muun muassa Thermo Fischer, Wallac ja Turun yliopistollisen keskussairaalan keskuslaboratorio. "Ensimmäistä kertaa urani aikana sairaala ja potilaat ovat kävelymatkan päässä, tämä on hienoa", Levon kiittelee.

Yhteistyö on lähtenyt hyvin alkuun. Työ- ja laboratoriotilat on luotu, väitöskirjan tekijät työskentelevät puolin ja toisin professorien ryhmissä ja Kalle Levon on vähitellen saamassa käytännön asiat kuntoon Turussa. Haasteita tuottaa työpanoksen jakaminen kotiyliopiston ja Åbo Akademin välillä - professorin työpanosta ja osaamista kun kaivattaisiin kipeästi myös New Yorkissa.

"Olen innoissani ja ylpeä tästä FiDiPro-mahdollisuudesta ja nelivuotisesta tutkimuskaudesta Suomessa", Levon sanoo ja uskoo, että yhteistyö kantaa hedelmää monella tavalla niin tutkimuksen edistämisessä kuin tutkijankoulutuksessakin.

"Oma panokseni yhteistyöhön on nähdäkseni ensisijaisesti osaamisen soveltamisessa uudella alalla ja toiseksi yritteliäisyyteen kannustamisessa. USAssa patenttien hyödyntäminen ja tutkimuksesta syntyvät uudet yritykset ovat huomattavasti tavallisempia kuin suomalaisessa yliopistomaailmassa. Kansainvälisyyteen sen sijaan minulla on vähän tuomista, prosessikemian keskus ja Arin ryhmä ovat täysin kansainvälisiä ja olleet sitä jo pitkään."

Teksti: Riitta Tirronen
Kuvat: Bo Stranden

Tulosta