Mikrobien vaikutus yksilönkehitykseen – vasta-aineiden kehittäminen bakteeriperäisten vesikkelien kalvoproteiineihin

Mikrobit ovat välttämättömiä yksilön normaalille kehitykselle niin tiineysaikana kuin syntymän jälkeen. Tiineysaikana emän mikrobeilla on hyvin laaja-alaisia vaikutuksia esimerkiksi sikiön normaalin immuunijärjestelmän, aivojen ja aineenvaihdunnan kehitykseen. Tässä tutkielmassa perehdytään mikrobien vaikutuksiin tiineysaikana ja yksilön elämän alkuvaiheissa. Tutkimusosuudessa selvitetään laboratoriossa kasvatettujen bakteerien tuottamien solunulkoisten vesikkelien pinnalta löytyviä proteiineja ja proteiinien samanlaisuutta verrattuna suolistossa eläneiden bakteerien tuottamiin vesikkeleihin. Tämän hetken tutkimusnäytön mukaan sikiön elinympäristössä ei todennäköisesti ole eläviä mikrobeja. Tällä hetkellä tunnetaan mikrobien aineenvaihduntatuotteiden, kuten lyhytketjuisten rasvahappojen, vaikutuksia sikiön kehitykseen. Jos sikiön elimissä mikrobien aineenvaihduntatuotteiden pitoisuudet ovat alhaiset, aiheuttaa se ilmentymisen muutoksia geeneissä, jotka liittyvät esimerkiksi synnynnäiseen puolustusjärjestelmään, hermoston kehitykseen ja toimintaan sekä energia-aineenvaihdunnan säätelyyn. Aineenvaihduntatuotteet liittyvät myös aivojen aksonien kehittymiseen ja yksilön riskiin saada metabolinen oireyhtymä täysikasvuisena. Mikrobeilla on tärkeä tehtävä kouluttaa sikiön immuunijärjestelmää kohtaamaan syntymän jälkeen tapahtuva valtava altistuminen eläville mikrobeille. Solunulkoiset vesikkelit ovat 20–500 nanometrin kokoisia kalvon ympäröimiä kappaleita, joita kaikki solutyypit tuottavat. Ne pystyvät kuljettamaan sisällään monenlaisia biomolekyylejä ja niiden uskotaan kykenevän läpäisemään useita biologisia rajoja. Mikrobien tuottamat solunulkoiset vesikkelit ovat tuore tutkimuksen kohde mikrobien ja kehittyvän sikiön välisessä vuorovaikutuksessa. Niiden uskotaan esimerkiksi vaikuttavan sikiön immuunijärjestelmän kehittymiseen. Lisensiaatin tutkielman kokeellinen osuus on osa tutkimusprojektia, jonka tavoitteena on kehittää bakteeriperäisten vesikkelien kalvoproteiineihin vasta-aineita. Vasta-aineiden avulla voidaan tunnistaa bakteeriperäisiä vesikkeleitä kudosleikkeissä. Näin saadaan keino tutkia solunulkoisten vesikkelien esiintymistä isännän eri elimissä. Hypoteesina on, että useat bakteerilajit tuottavat vesikkelien pinnalle samankaltaisia proteiineja. Kokeellisen osuuden tavoite oli selvittää, mitkä proteiineista sijaitsevat vesikkelien pinnalla ja millaisia laboratoriossa kasvatetut bakteerivesikkelit ovat verrattuna suolistobakteerien tuottamiin vesikkeleihin. Kokeelliseen osuuteen valittiin eri nisäkäslajien suolistossa yleisesti esiintyviä bakteerilajeja. Bakteerit hankittiin kantakokoelmista ja kasvatettiin puhdasviljelminä. Bakteeriviljelmistä eristettiin vesikkelit ja niiden proteomit analysoitiin LC-MS-menetelmällä. Proteomiikkadataa analysoitiin UniProt-tietokannan avulla. Laboratoriossa tuotettujen bakteerivesikkelien proteomeja verrattiin suolistossa eläneiden bakteerien vesikkeleistä aiemmin tehtyyn tutkimukseen. Enterobacter cloacaen vesikkelinäytteestä löytyi runsaasti kalvoproteiineja. Suolistossa eläneiden bakteerien vesikkeleistä aiemmin tehdyn tutkimuksen tuloksiin verrattaessa löytyi samaan heimoon kuuluvien bakteerien tuottamia vesikkeliproteiineja. Samat vesikkeliproteiinit kuuluivat esimerkiksi gramnegatiivisten bakteerien poriinien perheeseen, jotka osallistuvat pienten molekyylien siirtoon solukalvon läpi. Kokeellisen osuuden tulokset antavat tietoa laboratoriossa kasvatettujen bakteerivesikkelien kalvoproteiineista ja niiden samanlaisuudesta suolistossa eläneiden bakteerien vesikkelien kanssa.

Grantor dc:publisher

Helsingin yliopisto

Year dc:date.issued

2024

Author dc:creator

• Väänänen, Emilia

Contributors dc:contributor

• Helsingin yliopisto, Eläinlääketieteellinen tiedekunta
• University of Helsinki, Faculty of Veterinary Medicine
• Helsingfors universitet, Veterinärmedicinska fakulteten

• yksilönkehitys
• mikrobisto
• mikrobit
• solunulkoiset vesikkelit

Language dc:language.iso

fin

Identifier URI

URN:NBN:fi:hulib-202405141970

OAI identifier oai:identifier

oai:helda.helsinki.fi:10138/575406