Tampereen yliopisto

Tutkijat havaitsivat, että eri lajit reagoivat molekyylitasolla nanohiukkasiin samalla tavalla

Jaa
Elävät organismit altistuvat päivittäin erilaisissa tuotteissa ja ilmansaasteissa oleville nanohiukkasille. Tampereen yliopiston tutkijat analysoivat satoja nanohiukkasaltistuksia ja saivat selville, että eri lajeilla on samanlainen epigeneettinen molekyylivaste hiukkasille. Tutkijoiden löytämä mekanismi selittää, miten solut ja organismit sopeutuvat pitkäaikaiseen altistumiseen nanokokoisille materiaaleille.
Kuvituskuva: Giusy del Giudice / Tampere University.
Kuvituskuva: Giusy del Giudice / Tampere University.

Tampereen yliopiston FHAIVE-tutkimuskeskuksen (Finnish Hub for Development and Validation of Integrated Approaches) tutkijat ovat löytäneet uuden, useille lajeille yhteisen vastemekanismin nanohiukkasille altistumiselle. Väitöskirjatutkija Giusy del Giudice analysoi laajaa nanomateriaaleihin kohdistuvaa molekyylivastetta koskevaa tietoaineistoa ja löysi epigeneettisen, jo esi-isiltämme peräisin olevan puolustusmekanismin, joka selittää, miten eri lajit ihmisistä yksinkertaisempiin olentoihin sopeutuvat ajan myötä tämäntyyppiseen altistumiseen.

Lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnan bioinformatiikan professori Dario Grecon koordinoiman tutkimuksen tulokset esitellään tieteellisessä artikkelissa An Ancestral Molecular Response to Nanomaterial Particulates, joka julkaistiin äskettäin arvostetussa Nature Nanotechnology -tiedelehdessä.

– Olemme ensimmäistä kertaa osoittaneet, että nanohiukkasille on olemassa erityinen vaste, joka liittyy niiden nano-ominaisuuksiin. Tutkimuksemme antaa lisätietoa siitä, miten eri lajit reagoivat hiukkasiin samalla tavalla. Ehdotamme ratkaisua yksi kemikaali – yksi vaste -ongelmaan, joka tällä hetkellä rajoittaa toksikogenomiikan käyttöä kemikaaliturvallisuuden arvioinnissa, kertoo Greco, joka toimii myös FHAIVE:n johtajana.

Nanohiukkaset vaikuttavat immuunipuolustukseen

Tutkimuksen vaikutukset ulottuvat toksikologian alaa laajemmalle. Koronaviruspandemian aikana immuunivasteen aktivoitumisen merkitys korostui virusinfektion kliinisen lopputuloksen ennustamisessa. Alueilla, joilla ilmansaasteita oli eniten, koronaviruksen vaikutukset väestöön olivat vakavampia.

– Tutkimuksemme tulokset paljastavat tärkeän yhteyden elävien eliöiden peruspuolustusmekanismien ja niiden immuunitoimintojen ymmärtämisen välillä, Greco sanoo.

– Tutkimuksen mukaan mikä tahansa lääkkeille tai viruksille altistuminen tai infektio jättää jäljen immuunijärjestelmään ja tämä jälki vaikuttaa elimistön tapaan reagoida vastaisuudessa. Meillä on nyt todisteita, että hiukkasetkin pohjustavat immuunijärjestelmäämme, tieteellisen artikkelin pääkirjoittaja Giusy del Giudice kertoo.

Jo pitkään on tiedetty, että ilmansaasteet vaikuttavat haitallisesti hengityselimiin, mutta vasta äskettäin Francis Crick -instituutin tutkijat osoittivat niiden aiheuttavan keuhkosyöpää tupakoimattomilla henkilöillä. Hiukkasten vaikutus immuunijärjestelmän toimintaan on osoitettu niin koronaviruksen kuin keuhkosyövän tapauksessa.

– Hiukkasten ja immuunijärjestelmän aktivoitumisen välinen yhteys on äärimmäisen tärkeä, ja se voi johtaa ratkaiseviin epidemiologisiin vaikutuksiin, del Giudice jatkaa.

Askel planetaarisen terveyden suuntaan

COVID-19-pandemia nosti esille myös planetaarisen terveyden käsitteen: sen mukaan kaikki maapallon elävät organismit ovat yhteydessä toisiinsa, ja vaikutukset yhteen lajiin tulevat ennen pitkää leviämään myös muihin. Tutkimuksen tulokset avaavat tältä osin myös uusia mahdollisuuksia laatia integroituja malleja, jotka ennustavat kemiallisen altistuksen vaikutuksia useisiin lajeihin kerralla.

– Tuloksemme viittaavat tähän suuntaan kuvaamalla monille lajeille yhteisiä puolustusmekanismeja kaikkien lajien universaalissa elämän puussa,” del Giudice lisää.

Nanoteknologialla on tärkeä rooli monilla aloilla biolääketieteestä energiaan ja ilmastoon. Modernit nanomateriaalit ovat kemiallisia aineita tai materiaaleja, joiden hiukkaskoko on vain 1–100 nanometriä eli kolmannes ihmisen hiuksen paksuudesta.

Tällä hetkellä nanomateriaaleja löytyy tuhansista kuluttajatuotteista. Niiden terveys- ja ympäristövaikutusten testaaminen perinteisellä eläin- tai in vitro -kokeisiin perustuvalla, fenotyyppimuutoksia altistuksessa seuraavalla toksikologialla olisi hidasta ja työlästä.

– Emme voi testata kaikkia uusia nanomateriaaleja kaikilla mahdollisilla lajeilla. Tarvitsemme innovatiivisia tapoja arvioida mahdollisia vaarallisia tuotteita luotettavasti ja mahdollisimman nopeasti. Tutkimuksestamme saatu tieteellinen näyttö voi auttaa kehittämään uusia malleja, jotka eivät vaadi suuria määriä eläinkokeita, Greco sanoo.

Tutkimus on osa NanoSolveIT-projektia, jossa luodaan laskennallisia malleja valmistettujen nanomateriaalien ympäristöterveyden ja -turvallisuuden testaamiseksi. FHAIVE johti tutkimusta, johon osallistui tutkijoita yliopistoista ympäri Eurooppaa sekä Yhdysvalloista, Australiasta, Etelä-Afrikasta, Japanista ja Etelä-Koreasta. FHAIVE:ssa kehitetään myös vaihtoehtoja eläinkokeille kansallisella tasolla.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Yhteydenotot englanniksi:


Dario Greco
050 318 2106
dario.greco@tuni.fi


Giusy del Giudice
040 159 6390
giusy.delgiudice@tuni.fi


Yhteydenotot suomeksi:


Laura Saarimäki
040 534 6888
laura.saarimaki@tuni.fi

Kuvat

Kuvituskuva: Giusy del Giudice / Tampere University.
Kuvituskuva: Giusy del Giudice / Tampere University.
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Tampereen yliopisto
Tampereen yliopisto
Kalevantie 4
33014 TAMPEREEN YLIOPISTO

p. 0294 5211https://www.tuni.fi

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

Väitös: Haitallisten vuorovaikutusten ennustaminen ja ehkäisy tehoelektroniikkaan perustuvissa sähköjärjestelmissä31.5.2023 12:17:18 EEST | Tiedote

Viime vuosikymmenen aikana tapahtunut tekniikan kehitys ja vihreä siirtymä ovat lisänneet erilaisten sähköntuotannossa käytettävien tehoelektroniikkapohjaisten ratkaisujen yleisyyttä. Laitteiden toimintatavan takia niiden välillä voi esiintyä haitallisia vuorovaikutuksia, joita perinteiset analyysimenetelmät eivät kykene riittävän tarkasti ennustamaan. DI Roosa-Maria Sallinen esittelee väitöskirjassaan menetelmiä, joiden avulla voidaan ennakoida ja ehkäistä modernien tehoelektroniikkaan perustuvien sähköjärjestelmien kohtaamia haasteita.

Väitös: Kalevala kytkeytyy muunnelmiensa kautta nykyihmisen maailmaan31.5.2023 10:14:50 EEST | Tiedote

Kalevala-muunnelmia on ilmestynyt 2000-luvulla poikkeuksellisen paljon, mikä kertoo kansalliseepoksen merkittävästä roolista suomalaisessa nykykulttuurissa. Ne ovat teoksia, joissa esiintyy Kalevalan tapahtumia, henkilöitä tai vähintään maailma, jossa Kalevala olisi voinut tapahtua. Elli-Mari Ahola tutkii väitöskirjassaan yhteensä neljäätoista romaanin muotoon kirjoitettua 2000-luvun Kalevala-muunnelmaa siitä näkökulmasta, millaista Kalevala-suhdetta ne tuottavat kerrontansa ja erilaisten maailmojensa avulla. Kirjallisuustieteen alan väitöskirja edustaa kertomuksentutkimusta.

Väitös: Uutta näyttöä ravitsemuksen yhteydestä tyypin 1 diabeteksen kehittymiseen31.5.2023 09:28:12 EEST | Tiedote

Äidin raskaudenaikainen sekä lapsen varhaisvuosien ravitsemus voi aikaisempien tutkimusten perusteella merkittävästi edistää tai ehkäistä tyypin 1 diabeteksen kehittymistä. Väitöskirjatutkimuksessaan Markus Mattila havaitsi, että korkea C-vitamiinipitoisuus lapsuusaikana saattaa suojata lasta tyypin 1 diabeteksen esiasteen eli esidiabeteksen kehittymiseltä. Äidin raskaudenaikainen C-vitamiinin, raudan, nitraatin tai nitriitin saanti ravinnosta ei näyttäisi yhdistyvän lapsen riskiin sairastua tyypin 1 diabetekseen.

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