Projektid

Paljud antimikroobsed ained (näit antibiootikumid) hakkavad kaotama oma toimet kahjulike bakterite vastu, mis on suureks ülemaailmseks probleemiks nii inimeste tervise kui ka majanduse seisukohast. Selle projekti eesmärk oli arendada uusi tehnoloogiaid, mis võimaldaksid paremini uurida looduslikke molekulaarseid mehhanisme, mis sellise resistentsuseni võivad viia. Me kasutasime uudseid tilkadel põhinevaid meetode, et uurida neid mehhanisme üksikute rakkude tasemel. Need vesi-õlis tilgad on nagu väikesed katseklaasikesed, mis võimaldavad teha paralleelselt sadu tuhandeid keemilisi ja bioloogilisi katseid. Selline kõrg-läbilaskev lähenemine aitab mõista osasid bioloogilisi probleeme palju paremini tänu suuretele andmehulkadele. Meie puhul kasutasime tilkasid, et uurida geneetiliselt identsete bakterite varieeruvust kui nad puutuvad kokku antibiootikumidega, mis omakorda võib viia resistentsuse tekkimiseni. Esiteks töötasime välja kasutajasõbralikud tilkade analüüsimise vahendid, mis võimaldavad uurida erinevaid bioloogilisi katseid tilkades. Tilkade kasutamine ei ole veel väga levinud, tihti kuna nad vajavad kasutamiseks väga spetsiifilisi tööriistu või treenitud inimesi. Selle probleemi lahendamiseks arendasime ja võrdlesime me erinevaid tilkade analüüsiga seotud tööriistu, mis on lihtsalt rakendatavad ka nendes keemia ja bioloogia laborites, kes pole varem tilkadega tegelenud. Seejärel kasutasime neid tööriistu, et uurida kui erinev on antibiootikumide mõju bakteritele, mis on erinevas rakutsükli faasis. Sellised teadmised aitavad mõista, miks osadel bakteritel vahel õnnestub pääseda antibiootikumide mõjust ilma mutatsioonideta. See omakorda aitab teadlastel paremini vältida antimikroobse resistentsuse levikut. Projektijuhina olen ma eriti rahul, et me arendasime kasutaja-sõbralikud tilkade tehnoloogiad, mis lihtsustavad selle tehnoloogia levikut erinevates laborites üle maailma.

SARS-CoV-2 uurimine toimub BSL3 (biosafety level 3) ohutustasemega laborites, mis on kallis ja pole sageli kättesaadav. See on tekitanud suure vajaduse lahenduste järele, mis võimaldaksid SARS-CoV-2 materjalidega töötamist madalama ohutustasemega laborites. Sellest vajadusest lähtuvalt on tekkinud koostöö Tartu Ülikooli viroloogidega (Prof. Merits ja Dr. Varjak). Antud projektil saab olema kaks väljundit, millest esimeseks on SARS-CoV-2 baasil loodud komplementeerimis-süsteemid (trans-replikaasid). Teiseks väljundiks on püsiliinide loomine, mis võimaldavad viiruse paljundamismasinat pakkida funktsionaalseid virione imiteerivateks osakesteks. Selline lähenemine võimaldaks tulevikus uurida uute mutatsioonide mõju viiruse paljundamisvõimele. Lisaks saab ka uurida SARS-CoV-2 neutraliseerivaid antikehasid ja teisi COVID-19 vastaseid ravimikandidaate. Seega, antud süsteemide väljatöötamine võimaldab tihedat koostööd haiglatega, et uurida patsientidest eraldatud antikehade toimet.

Kõrgenenud triglütseriidide sisaldus veres ehk hüpertriglütserideemia on ateroskleroosi riskifaktor ja levinud terviseprobleem paljudes riikides, sealhulgas ka Eestis. Ensüümi lipoproteiinlipaasi (LPL) keeruline regulatsioonisüsteem on oluline märklaud hüpertriglütserideemia ravimiarenduses. Antud projekti eesmärgiks on uurida LPL-i regulatsioonimehhanisme inimese lahjendamata vereplasmas, kasutades meie uurimisrühma poolt välja töötatud uudset kalorimeetrilist meetodit ja teisi biofüüsikalisi meetodeid, nagu fluorestsentsi korrelatsioonspektroskoopia ja pinnaplasmonite resonantsi. Kavatseme selgitada välja LPL-i regulaatorite ja mõnede ravimikandidaatide mõju lipolüüsile füsioloogilistes tingimustes. LPL-i süsteemi düsfunktsiooniga seotud hüpertriglütserideemia põhjuste väljaselgitamiseks viime läbi mõõtmised nii normlipiidsete kui ka hüpertriglütserideemiliste plasmaproovidega.

Helicobacter pylori (H. pylori) on inimese patogeen, kes koloniseerib mao limaskestasid rohkem kui poolel maailma elanikkonnast, põhjustades nii kroonilist gastriiti, peptilisi haavandeid kui maovähki. Erinevate virulentsusfaktorite, nagu CagA ja VacA, esinemine patogeensetel H. pylori tüvedel on seotud kõrgendatud vähiriskiga ja tugevasti muudetud signaali ülekanderadadega. Hiljutised uuringud on näidanud H. pylori mõju mao ja soolestiku mikrobiootale, mis võib põhjustada haiguseid nii soolestikus kui ka väljaspool seda. Meie uurimistöö peamine eesmärk on mõista H. pylori nakkuse mõju soolestiku mikrobiootale ning maksahaiguste aregule. Projekti täpsemateks eesmärkideks on: 1) Iseloomustada mao biopsiatest mao mikrobioomi ja H. pylori patogeensuse vaheline seos; 2) Määrata soolestiku mikrobioom endoskoopiapatsientide väljaheite proovidest; 3) Analüüsida H. pylori mõjutatud soolestiku mikrobioota ja maksa funktsioonide vahelist seost. Uuringusse kaasatakse üheksa Lääne-Tallinna Keskhaigla (Tallinn, Eesti) endoskoopia patsienti. Projekt on kavandatud pilootuuringuna, mis on väga oluliseks aluseks järgnevatele uuringutele hõlmates rohkem patsiente.

Uurimistöö sisuks on tööstusesse sobivate mõõtetehnoloogiate eeluuring

Uurimisprojekt käsitles inimese patogeeni Helicobacter pylori (H. pylori) erinevate tüvede mõju maksarakkudele. Projekti tulemused näitavad, et patogeensed (haigusttekitavad) H. pylori tüved stimuleerivad maksarakkudes invasiivsete rakustruktuuride (invadosoomide) teket, mis lagundavad ümbritsevat keskkonda. Rõngakujuliste invadosoomide tekke põhjuseks on H.pylori genoomis olev CagA, mis aktiveerib maksarakkudes põletikuvastuse, muudab rakkude kuju ja liikumisvõimet ning lagundab osaliselt rakkude omavahelised kontaktid. Sellised muutused häirivad maksarakkude normaalset talitlust ja käitumist ning võivad viia maksakahjustusteni. Antud uurimistöö tulemused on väga olulised, kuna selgitavad H. pylori erinevate tüvede mõju maksarakkudele. Oleme eriti uhked selle üle, et näitasime esmakordselt bakteriaalse valgu (CagA) võimet indutseerida invasiivseid rakustruktuure, invadosoome. Lisaks leidsime otsese seose maksarakkude põletikuvastuse ja invasiivsuse vahel, mis on oluline teadmine, selgitamaks patogeenide poolt põhjustatud maksakahjustuste tekkemehhanisme. Uurimistöö tulemused on olulised nii teadlaskonnale, arstidele kui ka ühiskonnale. Eesti täiskasvanute seas on H. pylori nakkus väga levinud (70%) ning läbiviidud uuringute kohaselt ringlevad Eestis patogeensed H. pylori tüved. Seega on selle bakteri uurimine Eestis väga asjakohane ning on oluline teada kas, kuidas ja millised H. pylori tüved võivad mõjutada maksahaiguste teket. Meie tulemused aitavad arstidel paremini mõista H. pylori nakkuse erinevaid aspekte ning toetavad personaalmeditsiini. Oleme uhked, et projekti raames on loodud H. pylori uurimisrühm, mis on koolitanud teadlasi, kes tunnevad H. pylori hingeelu ning oskavad käsitleda seda keerulist patogeeni.