Helsingin yliopisto

Suun infektioita aiheuttavien bakteereita voidaan tunnistaa haihtuvien biomerkkiaineiden avulla uloshengityksestä

Jaa

Tutkijoita kiinnostivat erityisesti bakteerit, jotka aiheuttavat ikenien vetäytymistä ja muita suun vakavia infektioita, kuten paiseita.

Bakteeriviljelmien tuottamia haihtuvia yhdisteitä analysoitiin protoninsiirtoreaktio-massaspektrometrillä (PTR-MS) ja kaasukromatografia-massaspektrometrillä (GC-MS). kuva: Kajsa Roslund
Bakteeriviljelmien tuottamia haihtuvia yhdisteitä analysoitiin protoninsiirtoreaktio-massaspektrometrillä (PTR-MS) ja kaasukromatografia-massaspektrometrillä (GC-MS). kuva: Kajsa Roslund

Helsingin yliopiston Kemian osastolla tehdyn tutkimuksen mukaan suun infektioita aiheuttavia bakteereja voidaan tunnistaa ja erotella niiden tuottamien haihtuvien yhdisteiden perusteella. Haihtuvia biomerkkiaineita voidaan tulevaisuudessa hyödyntää infektioiden tunnistamisessa sekä kliinisessä- että laboratorioympäristössä.Tulokset julkaistiin Nature Scientific Reports -tiedelehdessä.

Haihtuvat biomarkkerit ovat yhdisteitä, jotka esiintyvät kaasumaisessa olomuodossa tai muuttavat helposti olomuotoaan nesteestä kaasumaiseksi. Ihmiskehossa nämä yhdisteet vaihtuvat veren ja keuhkojen välillä, ja siksi ne voidaan havaita uloshengityksessä. Esimerkkejä haihtuvista yhdisteistä ovat mm. pahanhajuiset rikkiyhdisteet aamuhengityksessä tai etanoli, jota on perinteisesti mitattu hengityksestä alkometrillä.

Tutkimuksessa etsittiin uusia haihtuvia biomerkkiaineita suun tautia-aiheuttaville bakteereille. Tutkijoita kiinnostivat erityisesti bakteerit, jotka aiheuttavat parodontiittia eli ikenien vetäytymistä ja muita suun vakavia infektioita, kuten paiseita.

Suun bakteerien aiheuttamat tulehdukset ovat yleisiä sekä Suomessa että maailmalla. Ientulehduksesta eli gingiviitistä, kärsii noin 74 prosenttia suomalaisista aikuisista ja noin 21 prosentilla se on edennyt hampaiden kiinnityskudosta tuhoavaksi parodontiitiksi.

Suun infektiot voivat aiheuttaa myös verenmyrkytyksen, jos tautia-aiheuttavia bakteereja pääsee verenkiertoon suuressa määrin esimerkiksi paiseen kautta. Suun tulehduksellisiin sairauksiin on yhdistetty kohonnut riski sairastua sydän- ja verisuonisairauksiin ja diabetekseen. Aikainen diagnoosi ja hoidon aloittaminen vähentävät huomattavasti suun vakavien tulehdusten määrää. Infektionaiheuttajan tunnistaminen haihtuvien yhdisteiden perusteella, joko ihmisen uloshengityksestä tai viljelmästä, olisi nopea ja kustannustehokas menetelmä hoidon arvioinnin tueksi.

Tässä tutkimuksessa keskityttiin suun bakteerien tuottamien haihtuvien yhdisteiden mittaamiseen kasvatusalustalla.

– Haihtuvien yhdisteiden analysointi tehdään kahden massaspektrometrisen menetelmän avulla, joista toinen soveltuu pitoisuuksien tarkkaan ja reaaliaikaiseen monitorointiin ja toinen yhdisteiden varmaan tunnistamiseen. Mittausten perusteella suun infektiota aiheuttavat bakteerit tuottavat laajan kirjon erilaisia haihtuvia yhdisteitä. Osa yhdisteistä on yhteisiä kaikille tutkituille bakteereille, mutta osaa tuottaa vain tietty bakteerilaji, sanoo tohtorikoulutettava Kajsa Roslund Helsingin yliopistosta.

Tulokset osoittavat, että tutkittuja bakteereja voidaan erottaa toisistaan niiden tuottamien yhdisteiden avulla. Reaaliaikaiset mittaukset viittaavat siihen, että bakteerit tuottavat eri yhdisteitä elinkaarensa eri vaiheissa. Tietyt yhdisteet liittyvät selvästi bakteerisolujen aktiiviseen kasvuun ja lisääntymiseen, ja toiset taas solukuolemaan. Tästä havainnosta voisi olla hyötyä esimerkiksi antibioottihoidon tehokuutta arvioidessa, jos bakteerien solukuolemaan liittyvien haihtuvien yhdisteiden määrä kasvaa potilaan uloshengityksessä.

–Seuraavaksi bakteereista tehdyt löydökset on tarkoitus yhdistää ihmisen uloshengityksestä tehtäviin mittauksiin ja lopullinen päämäärä on kehittää hengitystesti suun infektoiden tunnistamiseen ja seurantaan, sanoo Roslund.

Haihtuvien yhdisteiden analyysi voi olla tulevaisuudessa täydentävä menetelmä perinteisten mikrobiologisten testien ohella, sillä haihtuvien yhdisteiden analyysi on huomattavasti nopeampaa kuin perinteiset, esimerkiksi viljelyyn perustuvat menetelmät. Tämän lisäksi, mittaamalla haihtuvia yhdisteitä ihmisen uloshengityksestä voidaan tulehduksen aiheuttaja tunnistaa nopeasti ja kivuttomasti. Haihtuviin yhdisteisiin perustuvia menetelmiä voidaan tulevaisuudessa kehittää myös muiden infektionaiheuttajien, kuten virusten ja sienten, tunnistamiseen.

Tutkimus on tehty yhteistyössä Helsingin yliopiston Suu- ja leukasairauksien osaston sekä FinnDiane-tutkimusryhmän kanssa.

Tutkimusryhmän muut jäsenet: Yliopistolehtori Markus Metsälä (Kemian osasto, HY), Yliopistotutkija Pirkko Pussinen (Suu- ja leukasairauksien osasto, HY & HUS), Yliopistotutkija Markku Lehto (Folkhälsan Institute of Genetics ja Sisätautien osasto, HY & HUS), Yliopistolehtori Kari Hartonen (Kemian osasto, HY), Professori Lauri Halonen (Kemian osasto, HY) ja Professori Per-Henrik Groop (Folkhälsan Institute of Genetics ja Sisätautien osasto, HY & HUS).

Alkuperäinen artikkeli:

Roslund, K., Lehto, M., Pussinen, P. et al. Identifying volatile in vitro biomarkers for oral bacteria with proton-transfer-reaction mass spectrometry and gas chromatography–mass spectrometry. Scientific Reports 11, 16897 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-96287-7

Lisätietoja: Kajsa Roslund, kajsa.roslund@helsinki.fi, puhelin+358 40 358 9835

Yhteyshenkilöt

Kuvat

Bakteeriviljelmien tuottamia haihtuvia yhdisteitä analysoitiin protoninsiirtoreaktio-massaspektrometrillä (PTR-MS) ja kaasukromatografia-massaspektrometrillä (GC-MS). kuva: Kajsa Roslund
Bakteeriviljelmien tuottamia haihtuvia yhdisteitä analysoitiin protoninsiirtoreaktio-massaspektrometrillä (PTR-MS) ja kaasukromatografia-massaspektrometrillä (GC-MS). kuva: Kajsa Roslund
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen tiedeyhteisö, joka toimii neljällä kampuksella Helsingissä ja usealla muulla paikkakunnalla Suomessa. Se on toistuvasti maailman sadan parhaan yliopiston joukossa. Helsingin yliopisto on perustettu vuonna 1640.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto

Forskning: Marknadsföringen av ohälsosamma livsmedel till barn och unga bör begränsas16.9.2021 09:00:00 EEST | Tiedote

Projektet Marknadsföring av ohälsosamma livsmedel till barn och ungdomar (EPELI) kartlade marknadsföringen av ohälsosamma livsmedel till barn och unga och lösningar på deras negativa effekter. Dagens avslutande seminarium presenterade resultaten av studien och slutsatser. Enligt studien behövs strängare och mer restriktiva marknadsföringsregler för att skydda unga människor, särskilt de i åldern 13-17 år.

Tutkimus: Lapsille ja nuorille suunnattua epäterveellisten elintarvikkeiden markkinointia pitäisi rajoittaa16.9.2021 09:00:00 EEST | Tiedote

Epäterveellisten elintarvikkeiden markkinointi lapsille ja nuorille (EPELI) -hankkeessa kartoitettiin lapsiin ja nuoriin kohdistuvaa epäterveellisten elintarvikkeiden markkinointia sekä ratkaisuja sen aiheuttamiin haittavaikutuksiin. Tänään pidetyssä päätösseminaarissa esiteltiin tutkimuksen tuloksia ja johtopäätökset. Tutkimuksen mukaan nykyistä tiukempaa ja rajoittavampaa markkinoinnin sääntelyä tarvitaan suojelemaan etenkin 13–17 -vuotiaita nuoria

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