Koronaviruksen estäviä lääkeaineita tunnistettiin uuden tutkimusmenetelmän avulla
Tampereen yliopiston tutkijat ovat tunnistaneet ja kokeellisesti validoineet olemassa olevia lääkkeitä, jotka estävät SARS-CoV-2-viruksen tartunnan niin villin tyypin kuin Delta-muunnoksen osalta. Integroimalla useita bioinformatiikan ja keminformatiikan lähestymistapoja he pystyivät nopeasti seulomaan suuren määrän yhdisteitä ja priorisoimaan lupaavia lääkeaihioita COVID-19:n hoitoon.
Kahden lääkeaineen, 7-hydroksistaurosporiinin ja bafetinibin, yhdistelmän todettiin ihmissoluilla testattaessa ehkäisevän solujen infektoitumista ja tehostavan toistensa vaikututusta. Yhdistelmä ehkäisi myös koronaviruksen deltavarianttia.
Tutkimus tehtiin Tampereen yliopiston FHAIVE-asiantuntijakeskuksessa, joka muun muassa kehittää seuraavan sukupolven eläinkokeille vaihtoehtoisia menetelmiä.
FHAIVE on myös GLP-sertifioitu kansallinen referenssilaboratorio, jossa validoidaan eläinkokeille vaihtoehtoisia menetelmiä ja joka kehittää integroituja lähestymistapoja kemikaalien turvallisuusarviointiin ja lääkekehitykseen.
Yhteistyössä oli mukana myös Helsingin yliopiston, Aarhusin yliopiston ja Queenslandin yliopiston sekä unkarilaisen Eotvos Lorand Research Networkin tutkijoita.
Tutkimuksessa on uutta erityisesti useiden bioinformatiikan ja keminformatiikan menetelmien monipuolinen yhdistäminen.
Tutkimusmenetelmät sopivat muihinkin tarkoituksiin
Laskennallisista menetelmistä toivotaan yhä enemmän apua lääkkeiden kohdentamiseen ja uusien lääkkeiden suunnitteluun.
— Laskennalliset menetelmät keskittyvät kuitenkin vain tiettyihin näkökulmiin patologisissa mekanismeissa, lääkeaineiden vuorovaikutuksessa ja niiden molekyylikohteissa tai lääkeyhdisteiden vaikutuksissa kudoksiin, eikä niitä ole koskaan yhdistetty toimimaan yhdistetyssä tutkimusasetelmassa, toteaa Tampereen yliopiston bioinformatiikan professori Dario Greco, joka johti COVID-19-lääketutkimusta.
— Vaikka globaali rokotuskampanja jatkuu, tarvitaan yhä kiireesti tehokkaita, halpoja ja kestäviä täydentäviä hoitoja, jotka ovat helposti kaikkien ulottuvilla maailmanlaajuisesti, Greco sanoo.
Lääkekehityksen alkuvaiheissa on perinteisesti seulottu laajoja lääkeaineyhdistelmien kirjastoja, mikä on työlästä ja aikaa vievää. Näin ollen luotettava menetelmä, jonka avulla lääkeaineyhdisteitä voidaan laskennallisesti priorisoida, voi merkittävästi nopeuttaa lääkekehitystä ja edistää alan innovaatioita.
— Tässä tutkimuksessa kehittämäämme integroitua strategiaa voidaan soveltaa myös etsittäessä lääkkeitä muihin sairauksiin.
Sopivien lääkeaineiden lisäksi menetelmä tarjoaa myös tiedon siitä, millaisia kemiallisia ominaisuuksia lääkkeessä pitää olla.
Lääketietokannasta geenivaikutuksiin
Tutkimuksessa käytettiin kanadalaisen Albertan yliopiston DrugBank -tietokannan tietoja noin 8 000 lääkkeestä. Niistä 700 valittiin ensin virtuaalisesti seulomalla jatkotarkasteluun. Seulonnassa etsittiin lääkkeitä, jollaisten tutkijat olivat päätelleet mahdollisesti tehoavan koronavirukseen.
Kemiallisten ominaisuuksien ja käytännöllisten tekijöiden kuten hinnan, saatavuuden, kuljetusten ja varastoinnin helppouden perusteella tutkimuksessa päädyttiin 23 syöpä-, mikrobi- ja viruslääkkeeseen, jotka tutkittiin ihmissoluilla. Ihmissoluilla tehtyjen tutkimusten avulla selvitettiin, tehoavatko valitut lääkkeet koronavirusta vastaan.
Samalla FHAIVEn tutkijat kokosivat tiedot näiden 23 lääkkeen kemiallisista rakenteista rakennesanastoksi, jota voidaan hyödyntää uusien lääkkeiden suunnittelussa.
Tutkimuksessa käytettiin neljää toisiaan täydentävää bioinformatiikan lähestymistapaa.
Tutkijat muun muassa vertasivat muutoksia solujen ja kudosten geeniekspressiossa ensin SARS-CoV-2-infektiossa ja sitten tutkittavien lääkkeiden vaikutuksesta. Sen jälkeen lääke-ehdokkaat asetettiin paremmuusjärjestykseen sen perusteella, kuinka keskeisessä asemassa lääkkeiden kohdegeenit ovat geeniekspressioverkostoissa.
Viime vaiheessa sopivimmat lääkeaineet määriteltiin tutkimuksessa käytettyjen bioinformatiikan ja keminformatiikan lähestymistapojen tuottamien kemiallisten sormenjälkien avulla.
Tutkimus on julkaistu Briefings in Bioinformatics -tiedelehdessä.
Angela Serra+, Michele Fratello+, Antonio Federico, Ravi Ojha, Riccardo Provenzani, Ervin Tasnadi, Luca Cattelani, Giusy del Giudice, Pia A. S. Kinaret, Laura A. Saarimäki, Alisa Pavel, Suvi Kuivanen, Vincenzo Cerullo, Olli Vapalahti, Peter Horvath, Antonio Di Lieto, Jari Yli-Kauhaluoma, Giuseppe Balistreri, Dario Greco*: Computationally prioritized drugs inhibit SARS-CoV-2 infection and syncytia formation. Briefings in Bioinformatics, bbab507, 27 December 2021
+ equal contribution. https://doi.org/10.1093/bib/bbab507
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Bioinformatiikan professori Dario Greco,
dario.greco@tuni.fi (englanniksi)
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto
Kutsu: Seminaari luotaa viestintätieteitä ja juhlistaa Kaarle Nordenstrengin akateemista uraa11.5.2022 13:24:30 EEST | Tiedote
Tampereen yliopisto järjestää Communication Studies Locally and Globally (Tiedotusoppia paikallisesti ja kansainvälisesti) -seminaarin viime kesänä 80 vuotta täyttäneen emeritusprofessori Kaarle Nordenstrengin kunniaksi. Seminaarissa tarkastellaan suomalaisen viestintätieteellisen tutkimuksen paikkaa kansainvälisellä viestintätutkimuksen kentällä ja keskustellaan viestintätieteiden tulevaisuudesta. Seminaari pidetään perjantaina 13.5.2022.
Väitös: Tekoäly auttaa luokittelemaan poikkeavaa dataa11.5.2022 11:00:00 EEST | Tiedote
Koneoppimisen perinteiset luokitusalgoritmit pyrkivät oppimaan luokittelumallin useille ennalta määritetyille luokille. Tietyissä tilanteissa tietojen kerääminen joistakin luokista voi kuitenkin olla haastavaa. Väitöskirjassaan DI Fahad Sohrab kehitti lähestymistavan, jossa aliavaruuden optimointi ja yhden luokan luokittelumallin oppiminen täydentävät toisiaan mallin luokittelukyvyn parantamiseksi.
Väitös: Moniammatillinen koulutus on hyödyksi opeteltaessa diabeteksen hoitoa11.5.2022 10:00:00 EEST | Tiedote
Terveydenhuollon moniammatillinen koulutus, jossa kahden tai useamman ammattiryhmän edustajat oppivat yhdessä toinen toisiltaan, on nähty yhtenä avaintekijänä potilaskeskeisen ja laadukkaan hoidon toteutumisessa. Diabeteksen moniammatillinen koulutus ei ole vakiintunut toimintatapa, ja siitä on olemassa melko vähän aikaisempaa tietoa. Terveystieteiden maisteri Sanna Kangas tutki väitöskirjassaan diabeteksen moniammatillisen koulutuksen vaikutuksia lääketieteen ja sairaanhoidon opiskelijoiden nykyiseen ja tavoiteltuun diabetesosaamiseen sekä käsityksiin moniammatillisesta yhteistyöstä diabeteksen hoidossa
Väitös: Sairaalalle uusien implanttien käyttöönotto voi johtaa komplikaatioiden yleistymiseen lonkan tekonivelkirurgiassa10.5.2022 10:00:00 EEST | Tiedote
Lonkan tekonivelkirurgiassa oikeanlaisten komponenttien käyttö on keskeistä leikkauksen onnistumisen kannalta. Lääketieteen lisensiaatti Oskari Pakarinen tutki väitöskirjassaan kilpailutusprosessin seurauksena leikkauksissa käytettävien komponenttien vaihtumisen vaikutusta tekonivelen sijoiltaanmenojen eli luksaatioiden ja periproteettisten eli implantin välittömässä läheisyydessä tapahtuvien murtumien yleisyyteen. Lisäksi väitöskirjassa perehdyttiin luksaatioiden ehkäisyyn.
Väitös: Markkinoinnin tulee lunastaa potentiaalinsa kestävän kuluttamisen edistämisessä9.5.2022 09:46:53 EEST | Tiedote
Markkinointi yhdistetään usein kaupalliseen liiketoimintaan, vaikka sen avulla voidaan myös edistää laajemmin yhteiskunnallista hyvinvointia. Tätä kutsutaan sosiaaliseksi markkinoinniksi. KTM Ulla-Maija Sutinen esittää väitöskirjassaan, kuinka ruokahävikin vähentämistä voidaan edistää sosiokulttuuriseen muutokseen pyrkivän sosiaalisen markkinoinnin avulla.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme