Ruoassa geenien muuntelu pelottaa, mutta lääkkeissä se hyväksytään. Joka kolmas uusi lääke tehdään geenitekniikalla.


oka kolmas uusi lääke tehdään geenitekniikalla.




Diabeetikko kaivaa insuliinikynän tottuneesti esiin ja pyöräyttää sen päässä olevasta nupista sopivan annoksen. Paita kohoaa hieman, kun hän pistää neulan vatsan ihoon. Napin painallus vapauttaa kynän säiliöstä insuliinin, jota hänen elimistönsä ei itse pysty tuottamaan.

Insuliinia ei voi ottaa pillereinä kuten tavallisia pienimolekyylisiä lääkkeitä, sillä se on proteiini ja pilkkoutuisi ruoansulatuksessa. Kaikki proteiineista tai niiden osista koostuvat lääkkeet täytyy pistää ihon alle, lihakseen tai laskimoon, joten neulasta ei pääse eroon.

Silti lääke on diabeetikon kannalta parantunut. Tämä johtuu valmistusmenetelmän mullistuksesta.

Monien elimistön omien, mutkikkaiden lääkeaineiden tavoin insuliinia ei osata tehdä synteettisesti, ja viime vuosikymmeniin asti se kerättiin sian tai naudan haimasta. Eläinvalmiste kuitenkin aiheuttaa allergioita, eikä sitä edes saada riittävästi.

Nyt nuo ongelmat ovat historiaa, sillä lääkeinsuliini valmistetaan bakteereissa tai hiivoissa, joihin on siirretty ihmisen insuliinin geeni.


Lisää tehoa, vähemmän haittoja

Jo lähes joka kymmenes lääke tuotetaan geenitekniikan avulla - uusista lääkkeistä jopa kolmannes.

Geenitekniikkaa käytetään myös entistä tehokkaampien ja turvallisempien rokotteiden valmistukseen.

Diabeteksen lisäksi bioteknisillä lääkkeillä hoidetaan esimerkiksi nivelreumaa, ms-tautia, tulehduksia ja syöpiä. Näistä monessa elimistöä vahingoittaa ylikierroksille yltynyt puolustusjärjestelmä, ja siksi useat lääkkeistä ovat hillintään erikoistuneita proteiineja, vasta-aineita.

Geenitekniikalla saadaan täsmälääkkeitä, jotka ovat monin tavoin aiempaa parempia. Niillä ei yleensä ole sellaisia haittavaikutuksia kuin synteettisesti valmistetuilla, elimistölle täysin vierailla aineilla. Niillä myös vältetään infektioiden ja allergioiden riskit, joita ihmisestä tai eläimistä kerättyihin aineisiin liittyy.


Nämä jo käytössä
































TAUTI GEENILÄÄKKEITÄ
anemia erytropoietiini
astma vasta-aineita
diabetes insuliini

hyytysmistekijöitä

rokote
kasvuhäiriöt kasvuhormoni

interferoneja
reumasairaudet
syövät
veritulpat

Soluista lääketehtaita

Moderni lääketehdas on siis mikroskooppinen: solu, joka lisääntyy miljardeiksi viljelytankissaan ja samalla valmistaa ihmisen insuliinia tai muuta haluttua proteiinia. Yleensä proteiini erittyy tankin kasvatusnesteeseen, josta sitä suodatetaan aika ajoin talteen.




Mikä geenilääke


Tässä nimitystä geenilääke käytetään vastaavassa merkityksessä kuin puhutaan geeniruoasta: se tuotetaan geeninsiirron avulla. Virallisempia nimityksiä ovat geenitekninen lääke ja biotekninen lääke.

Niitä valmistetaan eläin- ja kasvisoluissa tai mikrobeissa, joihin on siirretty lääkeproteiinin valmistusohjeena toimiva geeni. Lääkkeeseen näitä geenejä ei jää.
Kaikki lääkkeet, joiden valmistuksessa käytetään biotekniikkaa, eivät kuitenkaan ole geeninsiirron avulla tuotettuja lääkeproteiineja. Esimerkiksi tavalliset antibiootit eivät ole proteiineja, mutta niiden tuotantoa tehostetaan petraamalla niitä luonnostaan valmistavien mikrobien perimää geenitekniikalla.

Eri asia on sitten geenihoito eli geeniterapia, jolla tarkoitetaan hoitavien geenien siirtämistä potilaan elimistöön. Se on pääosin vasta kokeiluvaiheessa.











Lypsetään lääke maitorauhasista

Lääkeproteiineja ei aina synny halutulla teholla edes soluviljelmissä. Siksi lääkkeitä on alettu valmistaa myös "elävissä bioreaktoreissa", kuten lehmässä, siassa ja kanassa. Haluttu dna-pätkä voidaan injektoida suoraan hedelmöityneeseen munasoluun, mutta paljon tehokkaampi tapa on Dolly-lampaastakin tuttu tumansiirto: dna-pätkä ruiskutetaan aivan tavallisen solun tumaan, joka sitten siirretään munasoluun.




1. Ihmisen insuliinia tuottava dna-pätkä yhdistetään bakteerin pieneen rengasmaiseen dna-molekyyliin eli plasmidiin. Tähän käytetään leikkaavia ja liimaavia entsyymejä.
2. Saatu plasmidi siirretään kolibakteeriin, joka alkaa valmistaa ihmisen esi-insuliinia. Bakteereista käytetään tautia aiheuttamattomia versioita.
3. Bakteereita viljellään suurissa säiliöissä, fermentoreissa, joissa bakteerit jakaantuvat ja tuottavat runsaasti lääkeproteiinia.
4. Bakteerit tapetaan esimerkiksi lämpökäsittelyllä. Jäljelle jää esi-insuliini.
5. Esi-insuliini leikataan entsyymeillä insuliiniksi.
6. Solujäämät erotetaan liuoksesta linkoamalla. Insuliini kerätään ja kiteytetään. Kiteet liuotetaan nesteeseen ja pakataan myyntipakkauksiin.















- Noin 500 eaa. Kiinassa hoidetaan paiseita homeisella soijamaidolla, "ensimmäisellä antibiootilla".
- 1700- ja 1800-luvun taitteessa mikrobien merkitys taudeissa alkaa selvitä muun muassa englantilaisen Edward Jennerin isorokkotutkimuksen siivittämänä.
- 1800-luvun jälkipuoliskolla ranskalainen Louis Pasteur kehittää pastöroinnin eli mikrobien hävittämisen kuumentamalla sekä rokotteet, joissa käytetään heikennettyjä taudinaiheuttajia. Myös perinnöllisyystiede saa alkunsa, kun itävaltalainen Gregor Mendel selvittää periytymisen lait kuuluisilla risteytyskokeillaan.
- 1900-luvun taitteessa löytyvät virukset.
- 1928 englantilainen Alexander Fleming keksii, että homekasvusto tuottaa ainetta, joka tappaa bakteereita. Penisilliiniä opitaan kuitenkin valmistamaan tehokkaasti vasta toisen maailmansodan paineessa.
- 1953 yhdysvaltalainen James Watson ja brittiläinen Francis Crick ratkaisevat dna:n rakenteen.
- 1970-luvulla räätälöidään ensimmäinen yhdistelmä-dna-molekyyli. Tämän jälkeen vierasta dna:ta opitaan siirtämään mikrobien, kasvien ja eläinten perimään. Vasta-aineita onnistutaan valmistamaan yhdistämällä hiiren ja ihmisen soluja.
- 1975 syntyy ensimmäinen geneettisesti muunneltu hiiri. Poisto- ja siirtogeenisillä hiirillä aletaan tutkia ihmisen sairauksia.
- 1982 alkaa muuntogeenisten mikrobien käyttö lääketehtaina, kun bakteerit valjastetaan tuottamaan ihmisen insuliinia. Lääkkeitä ja rokotteita aletaan saada myös nisäkässoluviljelmistä.
- 1980-luvun puolivälissä syntyvät ensimmäiset siirtogeeniset tuotantoeläimet. Eläimet saadaan valmistamaan myös ihmisen lääkeproteiineja.
- 1990-luvun alussa tehdään maailman ensimmäinen ihmisen geenihoito.
- 1995 tehdään Suomen ensimmäinen ihmisen geenihoito.
- 2000 ihmisen koko perimän emäsjärjestys saadaan kartoitetuksi.
- 2007 vuohen lypsämä ihmisen antitrombiini saa myyntiluvan.


Myös kasvit valjastetaan

Diabetes yleistyy jatkuvasti, ja insuliinia tarvitaan jo nyt enemmän kuin sitä pystytään tuottamaan. Kasvit voivat ehkä ratkaista ongelman. Ohdakemaisessa saflorissa tuotetun insuliinin arvellaan tulevan markkinoille vuonna 2010. Näin se olisi ensimmäinen siirtogeenisestä kasvista saatava lääke.

Kasveissa suunnitellaan valmistettavan muitakin lääkkeitä, kuten kolesterolilääkkeeksi tarkoitettua apolipoproteiinia. Muuntogeeninen tupakka on puolestaan saatu tuottamaan erästä hiv-vasta-ainetta.

Siirtogeeniset lääkekasvit herättänevät vastaavia kysymyksiä kuin geneettisesti muunnellut ravintokasvit. Ne eivät välttämättä pysy laboratorioissa ja tuotantolaitoksissa, toisin kuin soluviljelmät ja eläimet.


Hoitoa muutenkin kuin lääkkein

Biotekniikka on siis vauhdikkaasti lunastamassa lupauksiaan ainakin terveydenhoidossa, eikä lääkkeiden tuotanto ole ainoa tapa.

Sairauksien toteaminen on suuresti helpottunut ihmisen perimän kartoituksen ja mikrobien geneettisten tunnistusmenetelmien takia. Esimerkiksi sars-epidemian aiheuttanut virus tunnistettiin geeniteknisesti. Joidenkin perinnöllisten sairauksien puhkeamista pystytään jo ehkäisemään geenitestien ansiosta. Lääketutkijat saavat bioteknisin menetelmin nopeasti seulotuksi lupaavimmat lääkkeiden vaikutuskohdat ja lääke-ehdokkaat.
Geenihoidoilla voitaneen tulevaisuudessa parantaa monia sellaisiakin sairauksia, joita ei vielä osata hoitaa. Näissä hoidoissa potilaaseen siirretään geeni, joka korvaa viallisen.

Ihmisen kantasoluja käytetään rutiininomaisesti jo esimerkiksi luuydinsiirroissa, ja uudenlaisia hoitoja kehitetään muun muassa aivojen rappeumasairauksiin. Syöpärokotteiksikin ihmisen soluja pyritään muokkaamaan.

Myös ihmisen varaosien ja kudossiirteiden käyttö lisääntyy jatkuvasti, ja jälleen tarvitaan eläinystävien apua. Parhaillaan tutkitaan, voisiko siirrännäisiä kasvattaa esimerkiksi siassa.


Asiantuntijoina toimivat Lääkelaitoksen osastopäällikkö ja professori Pekka Kurki sekä Helsingin yliopiston kehitysbiologian dosentti Kirsi Sainio.


 



 



 

Suomalaistutkija havaitsi, että maaseudun monimuotoinen luonto saattaa suojata koiria allergialta. Se antaa tukea biodiversiteettihypoteesille.

Kaupunkilaiskoirilla on enemmän allergioita kuin maaseudulla asuvilla. Vähiten allergioita on koirilla, jotka elävät maalla maalaismaiseen tapaan monilapsisessa, muitakin eläimiä omistavassa perheessä ja saavat ulkoilla vapaasti kotipihalla.

Tällaisia asioita koirista Jenni Lehtimäki sai selville väitöstutkimuksessaan, josta Helsingin Sanomat kertoo jutussaan.

Ihmisistä tosin ei samanlaista yhteyttä löytynyt allergioiden ja asuinpaikan väliltä.

Lehtimäki testasi biodiversiteettihypoteesia. Sen mukaan immuunijärjestelmämme häiriintyy ja allergian tapaiset tulehdusperäiset sairaudet lisääntyvät, kun ympäristön monimuotoisuus hupenee ja me altistumme entistä vähemmille luonnon mikrobeille.

Väitöskirja koostui neljästä tutkimuksesta, joista kaksi käsitteli lapsia ja kaksi lemmikkikoiria.

Kummassakaan lapsitutkimuksessa ei löytynyt merkittävää yhteyttä allergioiden ja ihon mikrobien tai luonnon monimuotoisuuden välillä.

Toisin oli lemmikkien laita. Koiranomistajille suunnatun kyslytutkimusken mukaan sairaimpia olivat kaupunkilaiskoirat, joista noin 17 prosentilla oli allergiaa. Maalla osuus oli viitisen prosenttia.

”Kysely osoittaa ensimmäistä kertaa urbaanin ympäristön ja muun nisäkkään kuin ihmisen allergian välisen yhteyden”, Lehtimäki kertoo.

Vielä selvemmän näytön tarjoaa neljäs tutkimus, johon osallistui yhteensä 170 labradorinnoutajaa ja suomenlapinkoiraa.

Se paljasti, että eniten allergioista kärsivät kaupungissa esimerkiksi kerrostalossa asuvat koirat, joilla on ”urbaani elämäntyyli”. Niiden hoidosta vastaa yksi ihminen, joka harrastaa monenlaista ja lenkkeilee paljon koiran kanssa.

Harvinaisimpia allergiat ovat maalaiseen tapaan maalla elävillä koirilla. Niiden iholla on viljalti ympäristöstä peräisin olevia bakteereja.

Lehtimäki ihmettelee, miksi ympäristön ja allergian yhteys tuli ilmi koirilla muttei lapsilla.

”Allergia on monimutkainen sairaus ja ihmiselämä on monimutkaista, mikä saattaa piilottaa ympäristön vaikutuksen”, hän miettii.

Täysin piiloon ihminen ei kuitenkaan jäänyt. Kyselytutkimuksessa paljastui, että jos allergia vaivaa koiraa, omistajakin on todennäköisesti allergikko. Tämä johtuu epäilemättä jostain yhteisestä tekijästä koiran ja omistajan elämäntavoissa tai ympäristössä.

”Maaseutumaisessa ympäristössä koiran ja ihmisen elimistö altistuu mikrobeille, jotka jollakin tavalla tukevat immuunijärjestelmän toimintaa”, Lehtimäki toteaa.

Kysely

Uskotko biodiversiteettihypoteesiin?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.