Biokeskus Kuopion teknologiapalvelut tutuiksi

Suomen Akatemia myönsi tammikuussa Biokeskus Suomelle tutkimusinfrastruktuurien vahvistamiseen 1,83 miljoonaa euroa FIRI-rahoitusta. – Itä-Suomen yliopiston Kansallinen Virusvektorilaboratorio on yksi rahoituksen saajista, kertoi Biokeskus Suomen johtaja Marja Makarow Biokeskus Kuopion minisymposiumissa.

Biokeskus Suomi on kansallinen tutkimuksen infrastruktuuriverkosto, ja Biokeskus Kuopio on yksi verkoston viidestä biokeskuksesta, jotka tarjoavat tutkijoille korkeatasoisia biotieteiden teknologiapalveluja. Nyt myönnetystä FIRI-rahoituksesta 170 000 euroa on osoitettu uuden bioreaktorin hankintaan Kuopion kampuksen virusvektorituotantoon.

Makarowin mukaan biokeskusten uutena haasteena on palvella myös kansallisia genomi-, neuro- ja syöpäkeskuksia sekä biopankkiosuuskuntaa. Biokeskus Suomi onkin esittänyt seuraavalle hallituskaudelle kolmen miljoonan euron vuosittaista lisärahoitusta biokeskuksille.

Biokeskusten rahoituksesta vastaa pääasiassa Suomen Akatemian infrastruktuurikomitea. Komitean varapuheenjohtaja, tiedeasiainneuvos Erja Heikkinen opetus- ja kulttuuriministeriöstä muistutti Kuopiossa, että rahoitettavien infrastruktuurien on palveltava koko suomalaista tiedeyhteisöä. – Hakemuksia on syytä myös koordinoida tarkasti biokeskusten välillä ja yliopistojen sisällä.

Minisymposiumissa esiteltiin Biokeskus Kuopion teknologiapalveluja, ajankohtaista toimintaa ja tulevaisuudennäkymiä.

Professori Olli Gröhn kertoi kokeellisen MRI-kuvantamisen sekä multimodaalisen kuvantamisen kansallisista palveluista ja tutkimuksesta Kuopion biolääketieteellisen kuvantamisen yksikössä, Kuopio-BIU:ssa. Yksikössä on muun muassa Euroopankin tasolla harvinainen laitteisto hyperpolarisoituun magneettikuvaukseen. Hyperpolarisoinnilla voidaan lisätä molekyylien näkyvyyttä magneettikuvauksessa jopa 10 000 -kertaiseksi.

Gröhn tähdensi, että miljoonien eurojen laiteinvestoinnit edellyttävät ympärilleen ydinhenkilöstön lisäksi kuvantamistutkimukseen paneutuneen tutkijayhteisön, laajan kotimaisen ja kansainvälisen käyttäjäkunnan sekä yritysyhteistyötä. – Vain näin infrasta saadaan täysi hyöty ja turvataan toiminnan jatkuvuus.

Kuvantamisdatan hyödyntämistä tehostaa kehittyvä kuva-analyysi. Apulaisprofessori Jussi Tohkan ryhmä kehittää kuvantamiskuvien analyysiä muun muassa koneoppimisen avulla.

Kansallisen Virusvektorilaboratorion toimintaa esitteli tutkijatohtori Tommi Heikura. Yksikön tuottamia tai kehittämiä viruskuljettimia on viime vuosina käytetty prekliinisten tutkimusten lisäksi useissa kansainvälisissä potilastutkimuksissa, joissa on kehitetty geeniterapiaa sydän- ja verisuonitautien ja syöpien hoitoon. Laboratoriossa tuotetaan adeno-, lenti-, bakulo- ja AAV-virusvektoreita, joita käytetään myös esimerkiksi RNA- ja soluterapiaan sekä proteiinintuotantoon. Tärkeä yhteistyökumppani kampuksella on tutkimustaustainen virus- ja geenilääkeyritys Finvector.

Itä-Suomen Genomikeskuksessa tehdään tutkimusaineistojen genotyypitystä, geeniekspressiotutkimuksia ja DNA-sekvensointia eri tutkimusryhmille. Käytössä on myös uuden sukupolven sekvensointiteknologia. – Tieteellisen tutkimuksen lisäksi haluamme tukea suoraan potilaiden hoitoa tarjoamalla geenidiagnostiikkapalveluja. Teemme tärkeimpien monogeenisten sairauksien geenidiagnostiikkaa sekä farmakogenomiikkaa lääkehoitojen tehon ja sivuvaikutusten arvioimiseksi, kertoi keskuksen johtaja, professori Markku Laakso.

Koe-eläinkeskus tuottaa muun muassa muuntogeenisiä hiiriä eri tutkimuksiin, lisäksi keskuksessa on jyrsijä- ja isoeläinosastot. – Yliopisto on investoinut remonttiin, jossa saatiin uusi siipi käyttäytymistesteille. Keskuksessa on myös ajanmukainen isoeläinleikkaussali ja eläinten leikkaussalityöhön perehtynyt henkilökunta, kertoi keskuksen johtaja Hanna Miettinen.

Solu- ja kudoskuvantamisen yksikön uusinta laitekantaa on INCUCYTE-järjestelmä elävien solujen suuren näytemäärän pitkäkestoiseen seulontaan. – Ajankohtaista on myös solunulkoisten vesikkelien kuvantaminen, johon olemme kehittäneet menetelmiä SIB-labsin kanssa. Eri mikroskopiamenetelmiä yhdistämällä voidaan selvittää esimerkiksi vesikkelien määriä, jakaantumista ja niiden sisältämiä molekyylejä, akatemiatutkija Kirsi Rilla kertoi.

Kantasolukeskuksen palveluja esitteli akatemiatutkija Riikka Martikainen. Keskus käyttää iPSC-teknologiaa, jolla voidaan palauttaa vaikkapa ihosolu kantasoluksi ja erilaistaa siitä mitä tahansa kehon soluja muun muassa sairauksien mallintamiseen ja lääketestaukseen. – Meillä on jo protokollat sydän-, aivo- ja endoteelisolujen valmistamiseen. Täällä on kehitetty myös monimutkaisempia solumalleja, kuten aivo-organoideja ja kolmiulotteista sydänkudosmallia.

Paljastiko tutkimus mahdollisen lääkevaikutuskohteen? – Me autamme löytämään yhdisteet, jotka voisivat kohdistua kyseiseen proteiiniin, summasi professori Antti Poso kansallisen DDCB (Drug Discovery and Chemical Biology) -verkoston palveluja. Ne ulottuvat sopivien yhdisteiden virtuaalisesta ja muusta seulonnasta, vuorovaikutusten mallintamisesta ja biologisista testauksista aina alustaviin ADME-tutkimuksiin.

Rakennebiologiakeskus tarjoaa kristallografian ja korkearesoluutioisen massaspektrometrian palveluja, joilla saadaan äärimmäisen tarkkaa tietoa proteiinien rakenteesta. Yhtenä esimerkkinä professori Juha Rouvinen esitteli uraauurtavaa lehmänmaidon allergeenien tutkimusta.

– Tarjoamme sekä kohdennettua että kohdentamatonta metaboliittiprofilointia, kertoi laboratoriopäällikkö, FT Marko Lehtonen LC-MS-Metabolomiikkakeskuksesta. Menetelmällä voidaan mitata näytteestä samanaikaisesti tuhansia, myös ennestään tuntemattomia aineenvaihduntatuotteita tai kohdennetusti valikoituja yhdisteitä. – Vahvuutena on joustavuus, sillä menetelmää voidaan muokata asiakkaiden tarpeisiin.

Professori Arto Mannermaa kertoi kuulumisia Itä-Suomen Biopankista ja Kuopion tietoaltaasta. Biopankista on tällä hetkellä saatavilla tutkimuskäyttöön näytteitä ja dataa jo yli sadasta tuhannesta potilaasta. Kuopion tietoallas puolestaan on Suomessa ainoa, jossa on käytettävissä dataa myös sosiaali- ja terveydenhuollosta. Tietoallas tarjoaa lisäksi välineitä datan analysointiin.

– Mikrospektroskopia tarjoaa mahdollisuuksia Alzheimerin taudin tutkimukseen. Se näyttää soveltuvan hyvin esimerkiksi amyloidiplakkien rakenteen tarkasteluun, vinkkasi SIB Labsin johtaja, tutkimusjohtaja Arto Koistinen.

SIB Labsin biomateriaalilaboratorion avainteknologioihin kuuluu myös elektronimikroskopia. – Solujen autofagian selvittämisestä tällä menetelmällä tuli Nobelin palkinto Japaniin. Aihetta on tutkittu myös meillä professori Kai Kaarnirannan kanssa.

– Itä-Suomen yliopiston Fenotyyppauskeskuksen neurofenotyyppausyksikkö, joka toimii yhteistyössä Helsingin yliopiston vastaavan yksikön kanssa, on ainoa laatuaan Pohjoismaissa, kertoi keskuksen johtaja, professori Heikki Tanila.

Neurofenotyyppausyksikössä tutkitaan aivosairauksien hiirimalleja ja testataan niillä uusia hoitoja. Käytössä ovat monipuoliset menetelmät käyttäytymistesteistä elektrofysiologiaan ja neuropatologiaan. – Lisäksi meillä on mobiiliklinikka, jolla voimme käydä tekemässä testit myös muualla.

Bioinformatiikkakeskuksen Bioinformatiikkakeskuksen tutkimuspäällikön Wilhelmiina Hämäläisen mukaan ajanmukaisten bioinformatiikkapalvelujen tuottaminen tutkijoille edellyttää moniin haasteisiin vastaamista. Hän muistutti, että biotieteiden huippututkimus vaatii omaa laskennallisten menetelmien kehitystä sekä tietojenkäsittelytieteiden tutkimuksessa että osana biotieteiden hankkeita. – Tarvetta on kahdenlaisille bioinformaatikoille. Nykyinen bioinformatiikan maisteriohjelma tuottaa biolääketieteilijöistä soveltavan data-analyysin osaajia, mutta tarvetta olisi myös laskentataustaisille bioinformaatikoille, jotka osaavat laatia tehokkaita algoritmeja haastaviin ongelmiin.

Tutkijatohtori Petri Mäkinen kertoi minisymposiumissa FinGEECistä, joka on Biokeskus Suomen uusi genomin muokkaukseen liittyvä teknologiapalvelu. Siihen kuuluvat Itä-Suomen yliopiston virtaussytometriapalvelut, joiden avulla voidaan analysoida ja sortteerata uusilla teknologoilla muokattuja soluja niin solumalleista kuin kudosnäytteistä.

Biokeskus Kuopion ja Kansallisen Virusvektorilaboratorion johtaja, akatemiaprofessori Seppo Ylä-Herttuala muistutti, että tutkijoiden tärkeitä kumppaneita Kuopiossa ovat myös KYS ja kampuksella toimivat yritykset, joiden laitteistot voivat hyödyttää tutkimusta.

 

Teksti Ulla Kaltiala, kuvat Raija Törrönen.