Väitös: Sähköinen kuvantaminen mahdollistaa 3D-solunäytteiden ominaisuuksien selvittämisen myös läpinäkymättömistä rakenteista

3D-soluviljelmien kehitys luo uusia mahdollisuuksia lääkekehitykseen, tautimalleihin, toksikologisiin tutkimuksiin ja tarkkuuslääketieteeseen. 3D-soluviljelmässä voidaan kasvattaa esimerkiksi kantasoluja sellaisessa tukirakenteessa, joka luo ihmiskehoa vastaavan ympäristön solujen kehitykselle.

– 3D-solunäytteet luovat yksinkertaistetun mallin aidoista kudoksista. Niiden avulla voidaan tutkia esimerkiksi tauteja ja kehittää niihin sopivia lääkkeitä. Näytteillä pyritään myös vähentämään tarvetta eläinkokeille, Lehti-Polojärvi kertoo.

3D-solunäytteiden – kuten sferoidien ja organoidien – toiminnallisuutta on tärkeää arvioida, jotta kehitettyjen tutkimus- ja hoitomenetelmien tehokkuutta ja turvallisuutta voidaan arvioida ennen kliinisiä hoitoja. 3D-näytteiden kuvantamismenetelmille onkin suuri tarve, koska perinteiset optiset mikroskopiatekniikat ovat eläville näytteille haitallisia, tai näytteiden syvien rakenteiden kuvauksessa rajallisia.

– Kun sähköinen impedanssitomografia yhdistetään optiseen kuvaukseen, voimme hyödyntää molempien menetelmien vahvuuksia ja tuottaa uudenlaista tietoa soluviljelmien kunnosta. Sähköinen kuvaus paljastaa näytteen johtavuuden ja samanaikainen optinen kuvaus näytteen sijainnin ja muodon, Lehti-Polojärvi sanoo.

Lehti-Polojärvi selvitti väitöstutkimuksessaan muun muassa sitä, miten solukalvojen eheys kudoksissa vaikuttaa sähkönjohtavuuteen. Tulokset vahvistivat, että menetelmä tuottaa näytteestä tarkan johtavuusspektrin, jota voidaan käyttää näytteen elinkelpoisuuden analysointiin.

Koska soluviljelmien sähköisten ominaisuuksien kuvantaminen on suhteellisen uusi teknologia, biologisten ilmiöiden ja johtavuuskuvien korrelaatiosta tarvitaan vielä lisää tutkimuksia. Kaiken kaikkiaan Lehti-Polojärven väitöstutkimuksessaan kehittämä kuvantamistekniikka tarjoaa uudenlaisen analyysimenetelmän tutkijoiden käyttöön ja luo uusia mahdollisuuksia 3D-kudosteknologian tutkimukseen.

Lehti-Polojärvi on kotoisin Tampereelta. Hän työskentelee tällä hetkellä Tampereen yliopistossa OrganAnalytics-projektissa, joka on Business Finlandin rahoittama Research to Business -projekti.

Väitöstilaisuus perjantaina 3. marraskuuta

Diplomi-insinööri Mari Lehti-Polojärven lääketieteellisen tekniikan alaan kuuluva väitöskirja Electrical Impedance Tomography Integration with Optical Imaging for 3D in vitro Applications tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopistossa lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa perjantaina 03.11.2023 klo 12 alkaen Arvo-rakennuksen auditoriossa F114 (Arvo Ylpön katu 34, Tampere). Vastaväittäjänä toimii professori Tanja Tarvainen Itä-Suomen yliopistosta Kuopiosta. Kustoksena toimii professori Jari Hyttinen Tampereen yliopistosta.