Tutkijatohtori Joni Järvenpää havaitsi, että molekyylimallinnus sopii menetelmänä monipuolisesti erilaisiin tutkimuksiin.
Kuva: Akseli Muraja
Joni Järvenpään väitöskirjan julkaisuja on jo siteerattu varsin paljon, vaikka farmaseuttisen kemian alan väitös valmistui Itä-Suomen yliopistolle viime vuoden lokakuussa. Ensimmäisenä syynä on A Molecular Modeling And in Vitro Studies of Macromolecules -väitöksen julkaisujen toisiinsa liittymätön aihepari: mikromuovit ja sirtuiini-proteiinien yhteys syöpään.
Toisena syynä on tutkimusten tulokset ja niissä käytetyt menetelmät. Järvenpää teki molekyylimallinnuksella sekä mikromuovi- että sirtuiini-tutkimusta ja huomasi, että se sopii molempiin hyvin.
”Molekyylimallinnus on jatkossakin käyttökelpoinen menetelmä. Mikromuovitutkimuksessa se on hyvinkin uusi tulokas, ja syöpätutkimuksessa sillä on vielä käyttämätöntä potentiaalia. Vaaditaan tosin vielä paljon työtä”, Järvenpää kertoo.
Hän tutki nanokokoisten mikromuovien terveysvaikutuksia ja liikkeitä ihmiselimistössä. Edullisella ja nopealla mallinnuksella pystyi välttämään tutkimuksen käytännön ongelmia, jotka liittyvät muun muassa mikromuovipartikkelien pieneen määrään ja kokoon.
”Muovitutkimuksessa ei ole tähän asti ollut standardoituja menetelmiä. Molekyylimallinnuksella tutkimusta voi tehostaa, kunhan on ensin onnistunut simuloimaan pienen nanometrikokoluokan maailmankaikkeuden…”
Mallinnus vähentää jatkuvia tilanteita, joissa laboratorion työvälineistä ja ympäristöstä tarttuu muovia kohteeseen, mikä kontaminoi tulokset. Se myös vähentää laboratoriokokeiden tarvetta. Molekyylimallinnuksen avulla voi esimerkiksi tutkia Järvenpään tavoin mikromuovien solukalvoläpäisyä. Se puolestaan auttaa selvittämään mikromuovien vaikutusta terveyteen.
”Kokeet osoittivat muun muassa, että hyvin, hyvin pienet mikromuovin palaset voivat kulkeutua soluihin vaikuttamatta solukalvojen rakenteeseen merkittävästi. Kyse on niin sanotusta passiivisesta kulkeutumisesta. Palaset menevät soluihin sellaisenaan eivätkä tarvitse kiinnittymiseen proteiinien apua. Jatkossa myös proteiinin merkitystä aktiivisessa kulkeutumisessa olisi syytä tutkia. Molekyylimallinnuksen menetelmässä on muutenkin paljon jalostusmahdollisuuksia monimutkaisempien systeemien ja isokokoisempien partikkelien tutkimuksessa.”
Tutkimuksessaan Järvenpää käsitteli myös sirtuiini-proteiinien ja syövän yhteyttä. Sirtuiinien toimintaa säätelemällä voitaisiin hoitaa syöpäsairauksia, mutta sopivia lääkkeitä ei ole vielä löydetty.
”Molekyylimallinnuksella voi tutkia lääkeaineiden kiinnittymistä, mikä puolestaan nopeuttaa sopivien lääkkeiden kehittämistä”, Järvenpää iloitsee.
Väitöksen jälkeen Järvenpää on jatkanut vesihometutkimuksen parissa. ”Se antaa mahdollisuuden hyödyntää molekyylimallinnusta toisenlaisen kohteen parissa”, joensuulaisessa tutkimusryhmässä nyt työskentelevä Järvenpää kertoo.
Teksti: Ville Hänninen
Kuva: Akseli Muraja