Teadustöö
Püüame oma teadustöös integreerida metaboloomika, biokeemia ja veresoonte funktsionaalstruktuursed uuringud siirdemeditsiinilisteks väljunditeks preventsiooni, diagnostika (sh ka subkliiniline) ja täpsema ravi arendamise jaoks. Kliinilise metaboloomika, biokeemiliste meetodite ja arterite funktsionaal-struktuursete uuringute integratsioonina oleme teadustegevust arendanud viimasel kahel aastal nii, et järgmise kuue aasta koondväljund annaks kaaluka panuse uudse siirdemeditsiinilise teadusplatvormi (arterioboloomika) arendamisele. Põhifookuses on südame- ja veresoonkonnahaigused (SVH, eeskätt alajäsemete arterite ateroskleroos, AAA) ja krooniline obstruktiivne kopsuhaigus (KOK) kui ühed peamised invaliidistumise ja surma põhjused ELs. Tahaksime viia esimestena läbi AAA ja KOK metaboloomilise ja arteriseina funktsionaal-strukturaalse (ASFS) fenotüüpimise. Metaboloomika integratsioon süsteemi-bioloogia teiste harudega peaks võimaldama meil leida haiguspuhuseid molekulaar-metaboolseid nihkeid ja uusi riskimarkereid. Kuna muutused ASFS fenotüübis on SVH tüsistuste tekke sõlmpunkt, siis uurime, millised konkreetsed ASFS muutused on AAA ja KOK progresseerumise ja tüsistuste põhjusteks. Loodame välja töötada ka subkliinilise AAA ja KOK fenotüüpimise platvormi. Meie teadustöö fookuses on ka metaboolsed, põletiku ning oksüdatiivse stressi neuroendokrinoloogilised aspektid (nt skisofreenia puhul), bioefektiivsete peptiidide disain ja uurimine ning Nrf2 süsteemi uuringud. Püüame oma kompetentsi ning teaduslikke ja metodoloogilisi kogemusi rakendada ka mõningates biotehnoloogilistele fundamentaal- ja rakenduslikes uurimustes uute funktsionaalsete piima-põhiste toodete loomise ideoloogia välja töötamiseks. Oleme viimaste aastate jooksul välja arendanud kliinilise metaboloomika kompetentsi, osalenud Endoteeli Keskuse loomises, võtnud kasutusele mitmeid (sh ka ultra-sensitiivseid) biokeemiliste, immunoloogiliste ja metaboolsete (sh ka oksüdatiivse stressi) biomarkerite määramise meetodeid. Kuulume Tartu Ülikooli Siirdemeditsiini tippkeskussesse, TÜ Siirdegenoomika gruppi, koostöö põhipartnerid Eestis on rida SA TÜK haiglaid, PERH, TPTAK ja meie tegevus on toetatud Eesti Teadusagentuuri rahastusega (0182548As03, IUT20-42), ETF grantidega (7856, 7494), EAS grandiga TPTAK raames, Euroopa 5 RP raames, by European Union through the European Regional Development Fund.
Metaboloomika grupp
Metaboloomika on inimorganismi ainevahetuse madalmolekulaarsete vahe-ja lõpp-produktide kvalitatiivne ja kvantitatiivne analüüs selgitamaks välja organismi seisundite/haiguste poolt põhjustatud ainevahetuse muutusi ning leidmaks uusi biomarkereid haiguste avastamiseks, jälgimiseks ja ravi kulu kirjeldamiseks. Metaboloomiliste andmete analüüsi toimub bioinformaatiliselt, kus omavahel võrreldakse suuri andmehulki leidmaks neid eristavaid variatsioone ja tegureid. Metaboloomika uurimisgrupp töötab Metaboloomika tuumiklaboris, mille algatajateks olid prof. Mihkel Zilmer ja prof. Ursel Soomets. Laborit veavad praegu üldjuht Ursel Soomets ja vanemteadur Kalle Kilk. Igapäevaselt töötavad laboris doktorandid Argo Aug, Aigar Ottas ja Rando Porosk. Metaboloomika täppisuuringuteks kasutatakse kas mass-spektromeetrilisi või tuumamagnetresonantsil põhinevaid mõõtmisi. Meie käsutuses on MALDI TOF Voyager DE PRO mass-spektromeeter, tuumiklaboris ka mass-spektromeetrid API 3200 ESI MS ja API 4500 ESI MS. ESI MS aparatuur sisaldab ka vedelik kõrgefektiivseid kromatograafe - 2 analüütilist kromatograafi (Shimadzu ja Agilent Technologies) ning ühte nano HPLC-d (Agilent Technologies). Projektid viiakse läbi koostöös nii Eesti kui ka väliskoostööpartneritega (Tartu ja Tallinna Lastehaiglad, TÜK Kopsukliinik, Londoni Kings Kolledž, Manchesteri Biotehnoloogia instituut jt)
Metaboloomika uurimisgrupi praegused bio- ja siirdemeditsiinilised uuringud hõlmavad:
- Kroonilise obstruktiivse kopsuhaiguse (KOK) patsientide vereseerumi ja perifeerstee arterite kahjustustega patsientide vereseerumite metaboloomilist analüüsi selgitamaks kuidas antud haigused omavahel seotud on;
- Wolframini Wfs1 geeni puudulikkusega hiirte erinevate kudede metaboloomi kirjeldamist;
- KOK patsientide vere ja väljahingatava hingeõhu metaboloomide kirjeldamist ja võrdlemist tervete indiviidide metaboloomidega;
- Psoriaasi-, vitiliigo- ja melanoomihaigete nahabiopsiate, vere ja väljahingatava hingeõhu kondensaadi metaboloomide analüüse ja võrdlust selgitamaks haiguse tekke ja arengu molekulaarseid tagamaid;
- Koostöös Eesti lastehaiglatega määrame vastsündinute veres atsüülkarnitiinide hulka, et kiirelt leida mitokondriaalsete talitlushäiretega lapsi;
- Koostöös EMÜ-ga uurime lehmapiima metaboloomi selgitamaks madalmolekulaarsete ühendite mõju piima laapumisele ehk juustuvalmistamise edukusele ning jälgime loomade tervislikku seisundit kirjeldades seda lehma vere metaboloomi muutustega
- Disainime ja uurime ka uute antioksüdantsete glutatiooni analoogide bioaktiivsust ja toimemehhanisme.
Veresoonte funktsionaal-struktuursete uuringute grupp
Koostöös Südamekliinikuga rajasime selleks ka Endoteeli Keskuse, mille teadustöö temaatika on seotud südame- ja veresoonkonna haiguste sõlmküsimusega – arterite haiguseelsete muutuste hindamisega. Uurimistöö üldeesmärgiks on arterikahjustuste mitmetahulise profileerimise abil parandada kliinilises praktikas diagnostikavõimalusi ja seeläbi luua eeldused südame- ja veresoonkonna haigustesse haigestumuse vähenemiseks. Oleme välja arendanud ja juurutanud kliinilises praktikas mitteinvasiivsed veresoonte uuringud, mis baseeruvad funktsionaal-strukturaalsete omaduste ja biomarkerite integratiivanalüüsil. Endoteeli Keskuses on veresoontealast teadustööd tehtud edukalt 9 aastat (kaitstud on juba 3 magistri- ja 5 doktoritööd, valmimas on 3 doktoritööd). Endoteeli Keskuse teadusmeeskonda kuuluvad professorid Mihkel Zilmer ja Jaan Eha, vanemteadurid ja arstid Priit Kampus ja Jaak Kals, PhD omavad doktorid Maksim Zagura, Martin Serg ja Erik Salum, doktorandid Kaido Paapstel, Kaspar Tootsi ja Triin Kaldur. Endoteeli funktsiooni, arterite jäikuse ja tsentraalse vererõhu uuringuteks kasutame pulsilaine analüüsi ja pulsilaine leviku kiiruse registreerimist (Sphygmocor Px, 7.0, AtCor Medical®, Austraalia; HDI/Pulse Wave CR-2000, Hypertension Diagnostics Inc®, USA), unearteri sise- ja keskkesta paksuse hindamiseks ultraheliuuringut (SonoSite M-Turbo, SonoSite Inc., USA), südameuuringuteks ultraheliuuringut (Sonos7500, Philips Medical Systems,Inc., USA), aordi kaltsifikatsiooni määramiseks kompuutertomograafilist uuringut (GE LightSpeed 16, General Electrical Medical Systems, Milwaukee, Wisconsin, USA) ja jala verevarustuse hindamiseks Doppleriindeksi määramist (D.E, Hokanson, Bellevue, Washington, USA). Projektid viiakse läbi nii Eesti kui ka välispartneritega (Cardiff University, Cambridge University, Uppsala University, Macquarie University, jt).
Endoteeli Keskuses hetkel teostatavad siirdemeditsiinilised uuringud:
- Arterikahjustuste funktsionaalse (endoteeli funktsioon, arterite jäikus), strukturaalse (arteri sise- ja keskkesta paksus, kaltsifikatsioonimäär) ja biokeemilise (oksüdatiivse stressi- ja põletikupõhised biomarkerid ja madalmolekulaarsed metaboliidid) profiilii määramine ateroskleroosi korral (koostöö TÜ kirurgiakliinikuga).
- Arterikahjustuse funktsionaal-strukturaalse fenotüübi ja haiguse prognoosi vahelise seose uurimine.
- Isheemilise eelkohastumise mõju hindamine arterite funktsionaalsetele parameetritele.
- Kaltsifikatsiooni ja vitamiin D vahekordade uurimine aordi jäikuse väljakujunemises.
- Ravimite mõju uuringud tsentraalsele ja perifeersele vererõhule, vasaku vatsakese paksusele ning veresoonestiku erinevatele osadele (koostöö TÜ kardioloogiakliinikuga).
- Vitamiin D vaskuloprotektiivsete omaduste uuringud diabeedi loommudelis.
- Röntgenkontrastaine poolt põhjustatud ägeda neerupuudulikkuse (kontrastaine-nefropaatia) funktsionaalse ja biokeemilis-metaboloomilise fenotüpiseerimne, st. arterite funktsionaalse seisundi, neerufunktsiooni uusimate biokeemiliste markerite ja madalmolekulaarsete metaboliitide määramine (koostöö TÜ radioloogiakliinikuga).
- Kuumastressi mõju hindamine arterite jäikusele ja biokeemilistele parameetritele (koostöö TÜ spordimeditsiini ja taastusravi kliinikuga).
- Osteoartroosi kardiovaskulaarne ja metaboloomiline profileerimine (koostöö TÜ traumatoloogia ja ortopeedia kliinikuga)
- Arterikahjustuse fenotüübi hindamine reumatoidartriidi ja insuldi korral (koostöö TÜ lastekliinikuga ja TÜ närvikliinikuga).