Sana bakteeri herättää meissä kammoa. Bakteerit ovat inhottavia vipeltäjiä, tympeitä pöpöjä, jotka aiheuttavat ihmiselle kipua, kuumetta ja kärsimystä, koleraa, kuppaa ja kurkkumätää.
Oulun yliopiston kasvimikrobiologian dosentti Anna Maria Pirttilä näkee asian toisin. Kasvien ja mikrobien vuorovaikutuksia ja bakteeri- ja sieniyhteisöjä tutkineen Pirttilän mukaan bakteeri ei ole ansainnut huonoa mainettaan.
Vaikka osa ikävimmistä bakteereista aiheuttaa ihmiselle tappavia tauteja, osa bakteereista auttaa immuunipuolustusta taistelemaan viruksia ja muita bakteereja vastaan.
Kavahtamisen sijaan bakteeria kannattaisi kiittää.
”Vain pieni osa bakteereista on pahoja, suurin osa tekee meille hyvää. Bakteereja elää kaikkialla, ja ne tekevät monia asioita meidän puolestamme”, Pirttilä sanoo.
Metsästä lääkepurkkiin
Yksi hyvä syy bakteerin kiittämiselle on se, että sen tutkimus voi synnyttää lääkkeitä parantumattomiin tauteihin.
Anna Maria Pirttilän johtama tutkimusryhmä löysi alkuvuonna aivan uudenlaisen bakteerien puolustusmekanismin. Oululaistutkijoiden kokeissa havaittiin bakteerien kykenevän taistelemaan tehokkaasti myrkyllisimpiä happiyhdisteitä, niin sanottuja happiradikaaleja vastaan.
Osana Janne Koskimäen kasvimikrobiologian alaan kuuluvaa väitöskirjaa toteutetun tutkimuksen antama tieto auttaa lääkkeiden kehittämisessä happiradikaalien aiheuttamiin rappeumasairauksiin, kuten silmänpohjan ikärappeumaan ja Alzheimerin tautiin.
Mullistavaksi mainitun tutkimuksen ydin piilee yllättävässä paikassa: pohjoisessa mäntymetsässä.
Uusi tieto bakteerin puolustusmekanismista selvisi tarkastellessa männyn ja sen solujen sisällä elävän metylobakteerin symbioosia. Tiedon saaminen vaati yhdeksän vuoden työn, joka sisälsi yhteensä 132 koetta yli viidelläsadalla Oulusta poimitulla männynsilmulla.
Kasvien, eläinten ja ihmisten solut puolustautuvat bakteereja vastaan tuottamalla infektiokohtaan happiradikaaleja, jotta niiden matka syvemmälle kudoksiin pysähtyisi. Sillä on myös kääntöpuolensa, koska infektion hillitsemiseksi tuotetut happiradikaalit vaurioittavat soluja.
Sen sijaan bakteerien puolustuskeino on erilainen. Tutkimuksessa bakteerin energiavarastona toimivan pitkän rasvahappoketjun, polyhydroksibutyraatin, havaittiin toimivan antioksidanttina sen ollessa pilkottuna pieniin osiin.
Tämän uuden tiedon avulla voidaan kehittää antibiootteja, jotka tuhoavat bakteereilta kyvyn tuottaa pitkää rasvahappoketjua.
Tutkimuksessa havaittiin lisäksi se, että bakteerien energiavaraston hajotusprosessissa syntyneet lyhyet rasvahappoketjut hävittivät hapen myrkyllisintä muotoa, hydroksyyliradikaalia, hyvin tehokkaasti.
Lyhyet rasvahappoketjut hävittivät sitä jopa kolme kertaa tehokkaammin kuin tunnetuin solujen luonnollinen antioksidantti, glutationi, ja peräti yli kymmenen kertaa paremmin kuin C-vitamiini.
Suomen Akatemian rahoittaman tutkimuksen tulokset julkaistiin maaliskuussa arvostetussa Nature Chemical Biology -lehdessä.
Tulokset voi tulevaisuudessa löytää tiedejulkaisun lisäksi apteekin hyllyltä, sillä Pirttilä ja Koskimäki kehittelevät paraikaa Tekesin TUTLI-rahoituksella lääkettä silmänpohjan ikärappeumaan.
Biokemististä tuli biologi
Pirttilä ymmärsi männyn merkityksen jo parikymmentä vuotta sitten aloittaessaan tohtoriopinnot.
Tuolloin matematiikkaa ja kemiaa kokeillut, lopulta biokemiasta maisteriksi valmistunut Pirttilä huomasi kiinnostuksen kuljettavan häntä lääketiedekeskeiseltä laitokselta kohti luontoa.
Pirttilä siirtyi tekemään väitöskirjaa biologian laitokselle professori Anja Hohtolan ryhmään, ja riemuitsi: nyt olen oikean aiheen äärellä oikeassa paikassa, oikeiden ihmisten ympäroimänä!
Väitöskirjassaan Pirttilä tutki männyn silmujen endofyyttejä. Ne ovat kasvien sisällä eläviä pieneliöitä, sieniä ja bakteereita, jotka eivät vaurioita isäntäänsä, vaan voivat jopa hyödyttää sitä.
Väitöskirjassaan Pirttilä esitti, että toisin kun on aiemmin luultu, symbioosia tapahtuu myös silmun sisällä.
Pirttilä palasi väitöskirjansa aihepiirin pariin vietettyään välillä kaksi ja puoli vuotta Yhdysvalloissa post doc -tutkimusta tehden. Tutkiessaan maississa esiintyviä patogeenejä Pirttilä kaipasi kotimaahansa – ja myös tuttujen mäntyjen pariin.
Männyn oksien kärjistä työntyvät pienet, kellanruskeat silmut eivät asiaan perehtymättömän silmään vaikuta vallankumouksellisilta.
Vaatimaton ulkomuoto voi pettää: jos osaa vain oikein katsoa, luonnossa piilee valtavasti mahdollisuuksia lääketieteellisille sovellutuksille.
Pirttilällä on rappeumalääkkeen kehittelyn ohella monta rautaa tulessa. Hänellä on tällä hetkellä seitsemän patenttihakemusta. Näistä neljässä on kyse uusista, mikrobeista kehitellyistä antibiooteista, joita Pirttilä on kehittänyt EU-rahoitteisissa projekteissa post doc –tutkija Mysore Tejesvin kanssa.
”Näissä projekteissa löysimme erittäin lupaavia yhdisteitä. Niihin keskittynyt Tekes-rahoitteinen projekti on edennyt hyvin, ja näyttää siltä, että kaupallistamispolku on vahva”, Pirttilä muotoilee.
Pirttilän mukaan tutkimuksessa tulisi ottaa entistä enemmän mallia luonnosta. Hän ei kuitenkaan suostu nimeämään yhtäkään tautia, jolle hän haluaisi löytää parannuksen luonnosta. Hänen mukaansa tämä lähestymiskulma on täysin väärä.
Metsään ei tulisi mennä käsi ojossa vaatimaan ratkaisua ennalta määriteltyyn ongelmaan. Vasta syvempi ymmärrys luonnosta ja sen toiminnasta voi antaa tutkijalle mahdollisuuden hoksata sen, missä luonto voi auttaa.
Pirttilän mukaan suoraviivainen ongelma edellä -tyyppinen ajattelu ei sovellu innovaatioiden sytyttämiseen.
”Historiallisesti katsottuna moni tärkeä keksintö on syntynyt vahingossa, kun on tutkittu jotain muuta. Hyvä esimerkki tästä ovat antibiootit: ne keksittiin, kun Alexander Fleming jätti bakteerimaljat muutamaksi viikoksi yksin, ja huomasi maljoissa kasvavan homeen estävän bakteerien kasvua.”
Tutkimus tarvitsee intoa
Tutkimuksen ja opetuksen ohella Pirttilä kirjoittaa ahkerasti. Uransa aikana hän on julkaissut kuutisenkymmentä vertaisarvioitua artikkelia ja toimittanut kolme kirjaa.
Kuinka ihmeessä aikaa löytyy kaikelle?
Pirttilä painottaa oman innostuksen ja intohimon tärkeyttä. Väitöskirjavaiheessa palava into männynsilmuihin sai Pirttilän tekemään töitä aamuyöhön asti, ja palaamaan aamuksi yliopistolle vain muutaman nukutun tunnin jälkeen. Mikäli aihe ei olisi ollut itselle niin mieluinen, ei moista rääkkiä olisi jaksanut.
Tee siis työtä, jolla on sinulle itsellesi tarkoitus.
Toinen Pirttilän teeseistä koskee opintojen laaja-alaisuutta.
Vaikka valtiovalta nykyisin mieluusti ohjaisi opiskelijat vitkuttelematta oman alansa pariin, Pirttilä kannustaa opiskelemaan laajasti erilaisia opintoja. Niiden antaman hyödyn hän tietää omasta kokemuksestaan.
”Esimerkiksi bakteerien tutkimuksessa yhdisteiden antioksidanttiset ominaisuudet olisivat voineet jäädä löytymättä ilman biokemian osaamista.”
Kuka?
Anna Maria Pirttilä
» 46-vuotias.
» Kotoisin Sodankylästä, asuu perheineen Oulussa.
» Valmistunut filosofian maisteriksi Oulun yliopistosta vuonna 1996. Pääaineena biokemia, sivuaineina biologia, kemia ja matematiikka. Siirtyi väitöskirjavaiheessa biokemialta biologian puolelle.
» Väitteli tohtoriksi vuonna 2001, jonka jälkeen teki post doc -tutkimusta Yhdysvalloissa Indianan osavaltiossa sijaitsevassa Purduen yliopistossa. Aloitti vuonna 2006 akatemiatutkijana Oulun yliopistossa. Toimii nyt Oulun yliopiston kasvimikrobiologian dosenttina yliopiston genetiikan ja fysiologian yksikössä. Johtaa kahdeksanhenkistä kasvibiologian ja bioteknologian tutkimusryhmää. Seitsemän patenttihakemusta.
» Oli ehdokkaana tänä vuonna Vuoden tieteentekijäksi.
» Vapaa-ajallaan harrastaa luontovalokuvausta ja metsässä juoksentelua. Lähtee kulkemaan metsiin ainakin 2-3 kertaa viikossa.
» Lapsena unelma-ammatti oli eläinlääkäri.
» Toivoo, että hallitus havahtuisi tajuamaan koulutuksen valtavan merkityksen yhteiskunnan hyvinvoinnille ja menestykselle.
» Haaveilee lisärahoituksesta, ja siitä että nykyisten projektien tulokset menestyisivät ja tuottaisivat uusia ratkaisuja muun muassa sairauksien hoidossa.
