Monet lääkeaineet vaikuttavat sydämen toimintaan. Sydämeen kohdistuvat lääkeaineiden haittavaikutukset ovat maksaan kohdistuvien vaikutusten ohella suurin syy sille, miksi lääkeaineiden kehitys keskeytetään tai lääkkeitä vedetään pois markkinoilta.
Maria Koivisto kehitti väitöstutkimuksessaan ihmissolupohjaisen sydänkudosmallin, jolla voidaan testata ihmisen sydämeen kohdistuvia lääkeaineiden vaikutuksia. Koivisto keskittyi työssään kehittämään menetelmää, jolla sydämen sykintävoimaa voidaan mitata sydänkudosmallissa.
– Sydämeen kohdistuvat lääkeaineiden haittavaikutukset jäävät osin vielä tunnistamatta nykyisillä testausmenetelmillä. Siksi tarvitsemme paremmin ihmisen sydämen toimintaa vastaavia malleja. Sen lisäksi, että ihmissolupohjaisten mallien käyttö parantaisi lääkekehityksen tehokkuutta ja vähentäisi lääkeainetestauksessa tarvittavien eläinkokeiden määrää, niiden toiminta vastaa myös paremmin ihmisen sydänkudoksen toimintaa, Koivisto kertoo.
Koiviston kehittämässä mallissa ihmisen kantasoluista tuotettuja sydänlihassoluja kasvatetaan yhdessä solujen kanssa, jotka muodostavat verisuoniverkoston. Yhteisviljelmä muodostaa sydänlihaskudoksen kaltaisen kudoksen, jossa on supistumiskykyisten sydänlihassolujen lisäksi muitakin sydänkudoksen solutyyppejä, kuten verisuonten endoteelisoluja. Eri solutyypit säätelevät yhdessä kudoksen toimintaa sydämessä ja ovat tärkeitä myös tässä kudosmallissa.
– Verrattuna yksinään viljeltyihin sydänlihassoluihin, kehittämässäni mallissa nämä solut vastaavat ominaisuuksiltaan paremmin aikuisen sydämen sydänlihassoluja.
Koiviston kehittämä sydänkudosmalli tunnisti 91 % tarkkuudella testiaineiden sydänvaikutuksia.
Sydämen sykintävoimaan vaikuttavien aineiden tunnistaminen on tärkeää, sillä ne vaikuttavat suoraan sydämen kykyyn pumpata verta. Väitöstutkimuksessaan Koivisto käytti sykintävoimanmittaukseen pietsosähköistä voima-anturia, jonka kehityksessä Koivisto oli mukana. Anturi kiinnitetään soluviljelymaljalla sykkivään kudosmalliin, joka sykkiessään taivuttaa anturia. Kun maljalle lisätään sykintävoimaan vaikuttavaa testianetta, voidaan sykintävoimaa lisäävien ja vähentävien aineiden vaikutuksia mitata.
Väitöstilaisuus perjantaina 13. lokakuuta
DI Maria Koiviston solubiologian alan väitöskirja Functional Human Cell-Based Cardiac Tissue Model with Contraction Force Measurements tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa perjantaina 13.10.2023 klo 12 alkaen Kaupin kampuksella, Arvo-rakennuksen luentosalissa F114 (Arvo Ylpön katu 34, Tampere). Vastaväittäjänä toimii professori Robert Passier Twenten yliopistosta. Kustoksena toimii professori (hc) Tuula Heinonen Tampereen yliopistosta.
Tutustu väitöskirjaan verkossa.
Seuraa väitöstilaisuutta etäyhteydellä.
Kuva: Mike Koivisto