Jyväskylän yliopisto mukana selvittämässä puupintojen antiviraalisia ominaisuuksia

Jyväskylän yliopiston (JYU) ja Itä-Suomen yliopiston (UEF) tutkijat ovat toimineet yhteistyössä Suomen Akatemian tukemissa tutkimushankkeissa ja julkaisseet uraauurtavia tutkimustuloksia puupintojen kyvystä hylkiä viruksia. Jyväskylän yliopiston solu- ja molekyylibiologian professori Varpu Marjomäen ja Itä-Suomen puumateriaalitieteen ja -tekniikan professori Antti Haapalan johtamat tutkimusryhmät selvittivät eri puulajien kykyä torjua vaipallisia koronaviruksia ja vaipattomia enteroviruksia. 

- Tutkimus on merkittävä edistysaskel sen ymmärtämisessä, miten kansanterveyttä voidaan edistää luonnonmateriaalien avulla, iloitsee Jyväskylän yliopiston solu- ja molekyylibiologian professori Varpu Marjomäki. 

Puut voivat rajoittaa viruksen leviämistä    

Koronapandemia ja toistuvat virusaallot ovat korostaneet pikaista tarvetta kehittää innovatiivisia strategioita virustartuntojen vähentämiseksi. Vaikka puu on ollut ihmisen yleisesti käyttämä materiaali jo vuosisatoja, sen antiviraalisia ominaisuuksia on tutkittu laajasti vasta nyt. Tämä tutkimus on ensimmäinen, jossa arvioidaan systemaattisesti eri puulajeista saatavan sahatun puutavaran luontaista kykyä torjua viruksia. Tutkittavana oli sekä havu- että lehtipuita erilaisissa ympäristöolosuhteissa. 

- Jyväskylän yliopistossa, Nanotiedekeskuksen viruslaboratoriossa teimme tarkkoja analyysejä puun viruksia tuhoavista ominaisuuksista ja niiden taustalla olevista mekanismeista, toteaa Marjomäki.  

Tutkimuksen keskeiset tulokset: 

• Mänty ja kuusi: Nämä havupuulajit torjuivat vaipallisia koronaviruksia erinomaisesti ja vähensivät virusten tartuttavuutta merkittävästi jo 10–15 minuutissa. Niiden teho vaipattomia enteroviruksia vastaan ei kuitenkaan ollut yhtä merkittävä. 
• Tammi: Kova puulaji tammi torjui vaipattomia enteroviruksia huomattavan tehokkaasti, mikä kertoo sen potentiaalista laajempiin antiviraalisiin sovelluksiin. 
• Kemiallinen koostumus: Itä-Suomen yliopistossa tehdyt analyysit paljastivat, että antiviraaliset ominaisuudet määräytyvät ensisijaisesti puuaineksen kemiallisen koostumuksen mukaan. Puiden sisältämien kemikaalien, esimerkiksi hartsihappojen, terpeenien ja fenoliyhdisteiden, määrät vaihtelevat merkittävästi eri puulajien välillä, ja myös lämpötilan ja kosteuden kaltaiset ympäristötekijät vaikuttavat niihin. 
• Huokoisuus ja absorptio: Vaikka puuaineksen huokoisuudella ja virusten absorptio-ominaisuuksilla on oma merkityksensä, tutkimuksessa korostui kemiallisen koostumuksen avainasema puuaineksen antiviraalisuuden suhteen. 
• Tutkimuksessa havaittiin myös, että lämpökäsittelyt ja esimerkiksi puukomposiiteissa käytetty puuainekseen lisätty muovi voivat heikentää materiaalin antiviraalisia ominaisuuksia. Tämä havainto avaa uusia näkymiä käsittelemättömien tai vain minimaalisesti käsiteltyjen puupintojen käytölle kansanterveyttä tukevissa sovelluksissa. 

ACS-lehti, jossa kyseinen tutkimus on julkaistu, on tehnyt  tutkimuksesta myös oman lehdistötiedotteensa. 

• Lue lehdistötiedote osoitteesta: https://www.acs.org/pressroom/presspacs/2024/june/wooden-surfaces-may-have-natural-antiviral-properties.html

Tavoitteena kehittää tehokkaampia antiviraalisia materiaaleja 

Jyväskylän ja Itä-Suomen yliopistojen tutkimusryhmät jatkavat puuaineksen tehokkaimpien antiviraalisten komponenttien ja niiden toimintamekanismien selvittämistä. Työ on osa käynnissä olevaa, Euroopan komission rahoittamaa ja DESTINY-nimeä kantavaa eurooppalaista tohtoriohjelmaa.  

- Tulevaisuudessa pyrimme tunnistamaan uusia bioaktiivisia yhdisteitä, joiden avulla voidaan kehittää kestäviä ja tehokkaita antiviraalisia materiaaleja, kertoo Marjomäki.  

JYU kehittää pintoja, joilla virukset eivät menesty 

Jyväskylän yliopistossa on kehitetty jo muutaman vuoden ajan antiviraalisia pintoja. Marjomäen tutkimusryhmä tutkii sekä olemassa olevia lääkkeitä, uusia syntetisoituja molekyylejä että luonnosta peräisin olevia molekyylejä.   

- Teemme useiden yritysten kanssa yhteistyötä uusien funktionaalisten materiaalien kehittämiseksi.  Biopohjaisuus ja luonnosta peräisin olevat ratkaisut ovat myös korkealla yritysten intresseissä, ja meillä on tässä tilaisuus olla edelläkävijöitä, iloitsee Marjomäki. 

Virukset, mukaan lukien COVID-19-virusta aiheuttava koronavirus, voivat tarttua ihmisestä toiseen saastuneiden pintojen välityksellä. Mutta voivatko jotkin pinnat vähentää tämäntyyppisen tartunnan riskiä ilman kotitalouksien desinfiointiaineita? Kuten ACS Applied Materials & Interfaces -lehdessä kerrotaan, puulla on luonnollisia antiviraalisia ominaisuuksia, jotka voivat vähentää virusten pysymistä sen pinnalla - ja jotkin puulajit ovat tehokkaampia kuin toiset vähentämään tartuttavuutta.  

Artikkelien tiedot: 

• Tree Species-Dependent Inactivation of Coronaviruses and Enteroviruses on Solid Wood Surfaces, Sailee Shroff, Anni Perämäki, Antti Väisänen, Pertti Pasanen, Krista Grönlund, Ville H. Nissinen, Janne Jänis, Antti Haapala, and Varpu Marjomäki, ACS Publications, 28.5.2024
• Doi: https://doi.org/10.1021/acsami.4c02156  
• Linkki artikkeliin: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c02156
• ACS-lehden lehdistötiedote: https://www.acs.org/pressroom/presspacs/2024/june/wooden-surfaces-may-have-natural-antiviral-properties.html
   

Oppilaitokset: 

• Jyväskylän yliopisto (JYU): Virologian asiantuntijuudestaan tunnettu Jyväskylän yliopisto keskittyy innovatiiviseen tutkimukseen, jonka avulla taistellaan tauteja aiheuttavia viruksia vastaan ja edistetään kansanterveyttä. 
• Itä-Suomen yliopisto (UEF): Kemian laitos sijaitsee Joensuun kampuksella. Yliopisto edustaa alan huippua puumateriaalikemiassa ja massaspektrometriaan liittyvässä analyyttisessä tutkimuksessa, joka lisää merkittävästi ymmärrystämme luonnonmateriaalien kemiallisista ominaisuuksista.