Mitä tutkit?
Tutkin lääkeainemolekyylien metaboliaa eli biomuuntumista ihmisissä ja ympäristön eliöissä. Useimmat lääkeaineet ovat rasvaliukoisia, jotta ne imeytyvät elimistöön, mutta metabolian kautta ne muuntuvat vesiliukoisemmiksi metaboliiteiksi, jotka erittyvät virtsaan. Monet lääkeaineet metaboloituvat samojen entsyymien kautta ja voivat häiritä toistensa puhdistumaa.
Tutkimusryhmässäni kehitämme soluja ja solunosia hyödyntäviä in vitro -menetelmiä lääkeaineiden ja entsyymien vuorovaikutusten selvittämiseen. Hyödynnämme mikrofluidistiikkaan perustuvia tutkimuslaitteita eli mikrosiruja, joilla voidaan luoda elimistöä vastaavia lääkeainepitoisuusprofiileja ja selvittää, onko lääkeaine-entsyymivuorovaikutus pysyvää vai nopeasti palautuvaa. Lääkkeiden turvallisen käytön kannalta tällä tiedolla on suuri merkitys kliinisessä käytössä, sillä pitkäkestoiset vuorovaikutukset usein monimutkaistavat lääkeaineiden annostelua.
Missä ja miten tutkimuksesi vaikuttaa?
Lääkekehityksessä on erityisen tärkeää selvittää myös se, kuinka nopeasti lääkeaine metaboloituu ja millaisia metaboliitteja siitä syntyy elimistössä. Vaikka metaboliitit ovat pääsääntöisesti vesiliukoisia ja ei-aktiivisia, voi joistain molekyylirakenteista muodostua myös toksisia tai reaktiivisia metaboliitteja. Tällaiset metaboliitit voivat aiheuttaa merkittäviä sivu- ja haittavaikutuksia käyttäjälleen ja luonnollisesti emme halua viedä niitä kliiniseen käyttöön. Myös puhdistumanopeus on kriittinen: liian nopea metabolia estää terapeuttisen pitoisuuden saavuttamisen, liian hidas voi johtaa toksisuuteen.
Yksilöllinen geeniperimä, elintavat, ikä ja lääkkeiden yhteisvaikutukset kaikki vaikuttavat yksilölliseen metabolianopeuteen. Yksilöllisen metabolisen puhdistumanopeuden ennustaminen on tällä hetkellä yksi suurimmista ratkaisemattomista haasteista yksilöllistetyn lääketieteen saralla. Kehitämme siksi mikrofluidistiikkaan perustuvia diagnostisia mittalaitteita yksilöllisten erojen mittaamiseen hyödyntämällä plasmasta eristettyjä solunulkoisia vesikkeleitä ja niiden mukanaan kantamia biomarkkereita.
Mikä inspiroi juuri nyt?
Ympäristöön päätyvät lääkeainejäämät ovat nousseet tärkeäksi tutkimuskohteeksi. Jätevedenpuhdistamot eivät pysty tehokkaasti poistamaan ihmiselimistöstä poistuvia, pieninä pitoisuuksina esiintyviä monikirjoisia lääkeainejäämiä. Tästä syystä lääkeainejäämiä havaitaan vesiympäristössä laajalti ympäri maailman – eniten tiheään asutuilla alueilla.
Vaikka ihmisessä tapahtuva lääkeaineen metabolia tunnetaan ja selvitetään hyvin tarkkaan jo lääkekehitysvaiheessa, lääkeaineiden ympäristössä tapahtuvaa metaboliaa ei kuitenkaan tällä hetkellä tarkkaan tunneta tai edes tutkita, vaikka sillä on keskeinen merkitys lääkeainejäämien aiheuttamien ympäristöhaittojen kannalta.
Ympäristöön päädyttyään lääkeaineet jatkavat metaboloitumistaan kahdella tavalla. Ympäristön mikrobit hajottavat lääkeaineita pienemmiksi molekyylipilkkeiksi, ja tämän mikrobiaalisen metabolian nopeus on keskeinen tekijä lääkeaineen ympäristöpysyvyyden kannalta. Toisaalta lääkeainemetabolialla on keskeinen rooli myös siinä, miten lääkeaineet rikastuvat ympäristön eliöihin. Esimerkiksi kalat altistuvat jatkuvasti vesiympäristön lääkejäämäseoksille, ja kalan oman metaboliakyvyn nopeus määrittää pitkälti sen, kertyvätkö lääkeainejäämät kalan kudoksiin. Hidas metabolia johtaa rikastumiseen, nopea metabolia puolestaan pienentää riskiä. Lajien välillä on kuitenkin suuria eroja metabolisen puhdistuman nopeudessa, minkä lisäksi lääkeaineet voivat häiritä toistensa metaboliaa kaloissa aivan kuten ihmisissäkin. Tämä tekee ympäristövaikutusten arvioinnista erityisen monimutkaista.
Tutkimusryhmässämme selvitämme näitä lajien välisiä eroja ja yhtäläisyyksiä tavoitteena tuottaa tietoa tulevaisuuden lääkekehityksen tueksi. Toivomme, että tuloksemme auttavat suunnittelemaan lääkeaineita, jotka ovat tehokkaita ja turvallisia ihmiselle, mutta hajoavat mahdollisimman nopeasti ympäristössä. Tulevaisuuden ideaalinen lääkeainekandidaatti voisikin metaboloitua ihmisessä suotuisalla nopeudella, mutta ympäristön eliöissä erityisen nopeasti.
Juhlaluennot järjestetään keskiviikkona 27.5. klo 14.30–16.30 yliopiston päärakennuksessa, os. Fabianinkatu 33 ja luentoja on mahdollista seurata myös suoratoistona. Yksittäinen luento kestää noin 20 min ja luentojen välissä olevalla tauolla yleisö voi vaihtaa salia. Luentopäivän ohjelma ja salien suoratoistolinkit löytyvät
Farmasian tiedekunnan lääkemetabolian professori Tiina Sikanen pitää juhlaluentonsa ”Vierasainemetabolian merkitys lääkkeiden tehon, turvallisuuden ja ympäristöriskin arvioinnissa” keskiviikkona 27.5.2026 klo 16:00.