Paulina Jakubiakin väitöstutkimuksessa tarkasteltiin lääkeaineiden sitoutumista silmän pigmenttiin, melaniiniin, uutena lähestymistapana lääkeaineiden kohdentamiseen silmän takaosaan. Tutkimuksessa kehitetyn mallin avulla voidaan ennustaa melaniiniin sitoutuminen tietokoneen avulla jo lääkekehityksen alkuvaiheessa.
Näköä uhkaavat silmän takaosan sairaudet, kuten makulan ikärappeuma, diabeettinen retinopatia ja glaukooma, ovat maailmanlaajuisia terveysongelmia, joka vaikeuttavat miljoonien ihmisten elämää. Silmätautien tutkimus- ja kehitystyössä on tärkeää löytää yhdisteitä, jotka kohdentuvat silmän takaosaan ja vaikuttavat pitkään.
Väitöstutkimuksessa tutkittiin lääkeaineiden sitoutumista silmän pigmenttiin, melaniiniin uutena lähestymistapana lääkeaineiden kohdentamiseen silmän takaosaan. Melaniiniin sitoutunut lääkeaine toimisi varastona, joka vapauttaa vähitellen lääkeainetta silmässä pidentäen näin lääkevaikutusta. Lääkeaineiden pigmenttiin kohdentumisen ja vaikutusten pitkittymisen periaatteet ovat huonosti tunnettuja. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää molekyylien ominaisuudet, jotka johtavat niiden sitoutumiseen silmän melaniiniin.
Tutkimuksessa testattiin yli 3000 yhdisteen melaniiniin sitoutuminen ja kehitettiin laskennallinen tietokonepohjainen malli lääke-ehdokkaiden melaniinisitoutumisen ennustamiseksi. Tämän mallin avulla voidaan ennustaa melaniiniin sitoutuminen tietokoneen avulla jo lääkekehityksen alkuvaiheessa.
Koe-eläimillä testattiin lääkeaineiden pigmenttiin sitoutumista suonensisäisinä ja silmäinjektioina sekä silmätippoina annettuna. Kokeet osoittivat merkittävää lääkeaineen kohdentumista pigmentoituihin silmän kudoksiin silmän takaosassa. Lisäksi sitoutuvat lääkeaineet pysyivät pitkään melaniinia sisältävissä kudoksissa.
Väitöskirja tuotti systemaattisen ymmärryksen melaniinin sitoutumisen tärkeimmistä molekyylin rakennetekijöistä ja laskennallisen mallin sitoutumisen ennustamiseen. Työ osoitti myös, että silmän takaosan pigmenttiin sitoutumista elävässä elimistössä voidaan ennustaa laskennallisten ja koeputkikokeiden avulla. Nämä tiedot auttavat silmän takaosaan hoitoon kehitettävien uusien lääkeaineiden kehittämistä. Melaniiniin lääkeaineita kohdentamalla voidaan mahdollisesti kehittää silmän takaosan hoitoon lääkkeitä, joita ei tarvitse injisoida silmän sisään, vaan voidaan mahdollisesti käyttää silmätippoina tai tabletteina.
Master of Science (Pharmacy) Paulina Jakubiakin väitöskirja Use of melanin binding as drug delivery strategy to the posterior eye segment tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston terveystieteiden tiedekunnassa 13.3.2020. Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Sara Nicoli Parman yliopistosta ja kustoksena professori Arto Urtti Itä-Suomen yliopistosta.
