MSc Prosanta Singhan väitöskirjassa tarkastellaan uusia, edullisia ja tehokkaita keinoja tutkia esimerkiksi syövän kehittymiseen osallistuvia elimistön entsyymejä. Tutkimuksessa kehitettiin uusia menetelmiä kasvainten kehittymistä edistävien entsyymien, erityisesti autotaksiinin (ATX) ja rasvahapposyntaasin (FASN), tutkimiseen.
Eräs syövän tunnusmerkki on hallitsematon solujen jakautuminen, jossa syöpäsolut käyttäytyvät eri tavoin kuin kehon normaalit solut. Syövän muodostumisprosessin aikana solujen on käytävä läpi useita vaiheita, joissa tietyillä entsymaattisilla reiteillä on ratkaiseva rooli. Normaalit kehon solut kasvavat, jakautuvat ja lopettavat kasvamisen tarpeen mukaan, mutta syöpäsolut kasvavat jatkuvasti kehon tarpeesta riippumatta ja muuttuvat käytännössä kuolemattomiksi. Lopulta ne muodostavat solumassoja, kasvaimia. Nämä voivat levitä läheisiin kudoksiin tai kulkeutua verisuonten tai imusuonijärjestelmän kautta muualle elimistöön ja muodostaa uusia kasvaimia muihin elimiin. Väitöstyössä tutkituista entsyymeistä ATX tuottaa kasvaimen mikroympäristössä lipidisignalointimolekyyliä lysofosfatidihappoa, joka stimuloi syöpäsolujen leviämistä. FASN taas varmistaa pitkäketjuisen rasvahapon palmitaatin tuotannon, joka on solukalvon raaka-aine nopeasti kasvaville kasvainsoluille.
Munanvalkuainen on halpa ATX:n lähde estäjämolekyylien seulontaan
Väitöstutkimuksessa käytettiin ja testattiin kananmunanvalkuaista edullisena ATX-entsyymin (egg white ATX, ewATX) lähteenä. Singha optimoi menetelmää erilaisten kemiallisten yhdisteiden seulomiseksi pyrkimyksenä löytää uusia ATX-estäjiä. EwATX-entsyymiestäjien määrityksestä saadut yhdisteet validoitiin edelleen hyödyntämällä ihmisen rekombinantti-ATX-entsyymiä optimoidulla menetelmällä. Munanvalkuaisanalyysillä testattiin useita yhdisteitä ja löydettiin lopulta yhdiste, joka inhiboi ATX-entsyymiä nanomolaarisella pitoisuudella. Lisäksi yhdiste esti tehokkaasti melanoomasyöpäsolujen leviämistä in vitro-tutkimuksissa.
Nykyiset FASN-estäjät kohdentuvat eri tavalla ihmisen ja jyrsijän entsyymeihin
Tutkimuksissa havaittiin myös eroja erilaisten aiemmin kehitettyjen ja tutkittujen FASN-entsyymin estäjien tehokkuudessa. Singha kehitti ja optimoi FASN-aktiivisuusmäärityksen ja osoitti menetelmän avulla joidenkin aiemmin tehokkaaksi väitettyjen FASN-estäjien yhdisteiden olevan tehokkaita vain tietyntyyppisissä syöpäsolulinjoissa. In vitro- ja in situ-tutkimuksissa käytettiin sekä ihmisen että jyrsijän syöpäsolulinjoja.
Kudos-ABPP: menetelmä kohonneen seriinihydrolaasiaktiivisuuden määritykseen solutasolla kasvaimen mikroympäristössä
Aktiivisuuspohjaista proteiiniprofilointia (ABPP) on perinteisesti käytetty seriinihydrolaasiaktiivisuuden tunnistamiseen syöpäkasvainhomogenaateista geelipohjaisten menetelmien avulla. Prosanta Singha kehitti perinteistä ABPP-menetelmää käyttämällä rotan aivokasvaimen jääleikkeitä. Tämä mahdollistaa solujen ja kudosten tutkimisen niiden luonnollisessa rakenneympäristössä, jolloin lisääntyneen seriinihydrolaasiaktiivisuuden visualisointi ja paikallistaminen kasvaimen mikroympäristössä on mahdollista. Hän käytti myös monipuolisia vasta-ainepohjaisia immunohistokemian menetelmiä yhdistettynä massaspektrometrian sovelluksiin niiden solutyyppien tunnistamiseksi, joilla on korkea seriinihydrolaasiaktiivisuus kasvaimen mikroympäristössä. Tämä edelleen helpottaa aktiivisiin syöpäsoluihin kohdennettujen lääkkeiden kehittämistä.
Filosofian maisteri Prosanta Singhan väitöskirja "Protumorigeenisia lipidisignaaleja tuottavien entsyymien tutkimusmenetelmien ja inhibiittorien kehittäminen" tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Timo Myöhänen Turun yliopistosta ja kustoksena dosentti Jarmo Laitinen Itä-Suomen yliopistosta. Väitöstilaisuus pidetään englanniksi ja sitä voi seurata 18.12.2020 klo 12 alkaen verkossa.
