Lääketutkimuksen alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Väitöstilaisuus pidetään Helsingissä ja sitä voi seurata myös verkossa.
Miksi tätä aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Tutkimus aiheesta on tärkeää, koska näköä uhkaava ja jopa sokeuteen johtavat sairaudet, kuten glaukooma, silmänpohjan ikärappeuma ja diabeettinen retinopatia, yleistyvät väestön ikääntymisen ja diabeteksen lisääntymisen myötä. Nämä sairaudet kuormittavat kasvavaa vanhusväestöä, mutta myös työikäistä väestöä, mikä johtaa korkeampiin terveydenhuoltokustannuksiin ja tuottavuuden menetykseen. Monet näistä sairauksista vaativat elinikäistä hoitoa, mutta nykyisissä lääkkeen annostelutavoissa, kuten silmätipoissa ja -injektiossa on puutteita. Silmätippoja on käytettävä jopa useita kertoja päivässä ja käyttöohjeiden noudattaminen voi olla vaikeaa. Injektiot silmään ovat kajoava ja epämukava annostelutapa, johon liittyy myös riskejä.
Pyrin tutkimuksessani ratkomaan näitä haasteita ja hyödyntämään erityisesti lääkeaineiden melaniinisitoutumista pidemmän vaikutusajan aikaansaamiseksi. Näin voitaisiin saada kajoamattomia, tehokkaita hoitovaihtoehtoja, jotka parantaisivat potilaiden hoitomyöntyvyyttä, vähentäisivät usein toistuvan annostelun taakkaa ja helpottaisivat näiden silmäsairauksien aiheuttamaa kuormitusta terveydenhuollolle.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Tutkimuksessa selvitettiin systemaattisesti lääkeaineen melaniinisitoutumisen mahdollisuuksia silmälääkkeen vaikutusaikaa pidentävänä annostelutapana. Tätä varten kehitettiin mikroskaalan termoforeesimenetelmä käyttäen vesiliukoisia melaniininanopartikkeleita. Tämä innovatiivinen seulontatyökalu mahdollistaa melaniinia sitovien yhdisteiden tunnistamisen ja luokittelun jo lääkekehityksen varhaisessa vaiheessa, mikä auttaa parempien lääkeaihioiden suunnittelussa.
Lisäksi kehitettiin in vitro -solumalleja, joilla voidaan tutkia lääkeaineen säilymistä pigmenttisoluissa. Dynaamisen virtausmallin avulla voitiin seurata lääkeaineen vapautumista soluista jopa kahden viikon ajan. Lisäksi tutkimuksessa validoitiin farmakokineettinen laskentamalli käyttäen lääkeaineen vapautumistietoja melaniinista, ehjistä melanosomeista ja pigmenttisoluista. Tämä menetelmä ennustaa lääkkeen pysymistä ja vaikutuksia eläinmalleissa ja potilaissa.
Kaneilla tehty tutkimus osoitti, että melaniiniin tehokkasti sitoutuva lääke, levofloksasiini, pysyi merkittävästi pitempään pigmenttisissä silmäkudoksissa, kuten verkkokalvon pigmenttiepiteelissä ja suonikalvossa, ja myös kertyy näihin silmän takaosan kudoksiin jatkuvan silmätippojen annon seurauksena. Tulos vahvistaa, että melaniinisitoutumista voidaan hyödyntää lääkkeen vaikutusajan pidentämiseksi ja annostelukertojen vähentämiseksi.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Tutkimuksessa kehitettyjä melaniinisitoutumisen tutkimusmenetelmiä voidaan soveltaa tehokkaampien hoitojen kehittämisessä silmäsairauksiin.
Tulokset voivat auttaa kehittämään silmäsairauksien hoitoon uusia, miellyttävämpiä ja tehokkaampia lääkeannostelumenetelmiä, jotka voivat myös parantaa kroonisia silmäsairauksia sairastavien henkilöiden elämänlaatua. Tutkimuksessa käytetyllä menetelmällä lääkkeitä voidaan annostella kajoamattomasti silmään ja erityisesti silmän takaosaan. Tämä avaa oven innovatiivisille hoidoille, jotka voivat korvata tai täydentää nykyisiä silmään annettavia injektioita.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?
Tutkimuksessa käytettiin useita eri menetelmiä. Mikroskaalan termoforeesia käytettiin melaniiniin sitoutuvien lääkeaineiden seulomiseksi ja dynaamisen virtausmallin avulla tutkittiin lääkeaineen vapautumista pigmenttisoluista, melaniinista ja melanosomeista. Solunsisäistä farmakokinetiikkaa tutkittiin mittaamalla vapaan ja sitoutuneen lääkeaineen tasoja verkkokalvon pigmentti- ja muissa soluissa, mikä valotti melaniinisitoutumisen vaikutuksia lääkeaineen jakautumiseen solutasolla. Kaneilla tutkittiin lääkeaineen käyttäytymistä silmässä. Eri lääkeannostelumenetelmiä, kuten silmätippoja, lasiaisinjektioita ja laskimonsisäisiä injektioita, testattiin sen arvioimiseksi, miten melaniiniin sitoutuvat lääkkeet jakautuvat ja säilyvät eri silmäkudoksissa. Yhdistämällä solu- ja eläinkokeiden tuloksia laskennallisiin malleihin saatiin kattavampi ymmärrys melaniiniin sitoutuvien lääkkeiden toiminnasta silmässä.
Pharm.D. Sina Bahrpeyman väitöskirja Binding of ocular drugs to melanin and melanosomes: new in vitro methodology and pharmacokinetic impact tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii professori Sara Nicoli Parman yliopistosta ja kustoksena professori Arto Urtti Itä-Suomen yliopistosta. Tilaisuus on englanninkielinen.
