Diagnostiikan alalla on pitkään etsitty ratkaisua, miten mitata erityisen hankalasti tunnistettavia pienmolekyylejä tarkasti, nopeasti ja helposti esimerkiksi ruoasta, ympäristöstä tai potilasnäytteistä. VTT:n immunokompleksivasta-aineisiin perustuvaa ratkaisua voidaan soveltaa nyt myös testosteronin tunnistamiseen.
”Tällä hetkellä diagnostiikkateollisuuden kiinnostusta on herättänyt erityisesti hormonien, kuten testosteronin, mittaamiseen soveltuvat vasta-aineet ja menetelmät. Vuonna 2025 saamamme tulokset osoittavat, että testosteronin määritykseen kehitetyt immunokompleksivasta-aineet toimivat myös lateraalivirtausmenetelmään perustuvassa pikatestissä. Tavoitteena on, että testosteronitasoja pystytään mittaamaan nopeasti ja helposti ilman monimutkaisia laboratoriolaitteita”, toteaa VTT:n tutkimustiimin vetäjä Kristiina Iljin.
Testimittaukset entistä nopeammin ja tarkemmin
Pikadiagnostiikan mittauksissa tarvitaan sellaista nopeutta, jossa mittaustulos on nähtävissä jo muutaman minuutin kuluttua näytteen lisäämisestä testialustalle. Lisäksi tarvitaan suurta mittausherkkyyttä ja laajaa mittausaluetta, joka mahdollistaa sekä alhaisten että korkeiden pitoisuuksien määrityksen. Immunokompleksivasta-aineteknologian avulla on saavutettavissa useita etuja verrattaessa vanhoihin menetelmiin.
Yleensä proteiinien mittaamiseen käytetään laboratorioissa ns. sandwich-menetelmää, jossa yksi vasta-aine nappaa kiinni mitattavaan aineeseen, minkä jälkeen siihen kiinnittyy toinen vasta-aine, joka tunnistaa molekyylin. Menetelmä toimii kuitenkin vain isoihin molekyyleihin, koska niihin kaksi vasta-ainetta voi sitoutua yhtä aikaa. Monet ympäristömyrkyt, lääkeaineet ja hormonit ovat niin pieniä, että vain yksi vasta-aine voi sitoutua niihin kerrallaan. Siksi näiden pienmolekyylien havainnointiin on perinteisesti jouduttu käyttämään epäsuoraa menetelmää.
Innovatiivinen ratkaisu pienmolekyylien pikatunnistukseen
VTT kehitti ensimmäisenä maailmassa vasta-ainefragmentteihin perustuvan menetelmän, joka soveltuu pienmolekyylien tarkkaan ja nopeaan havaitsemiseen. Näille immunokompleksivasta-aineille on ominaista, että ne eivät sitoudu kohdemolekyyliin tai kohdemolekyyliä tunnistavaan vasta-aineeseen, vaan niiden muodostamaan pariin, immunokompleksiin. Mekanismi perustuu siihen, että ensimmäisen vasta-aineen sitoutuminen pieneen kohdemolekyyliin aiheuttaa rakennemuutoksen, jonka toinen immunokompleksivasta-aine pystyy tunnistamaan.
Teknologialla on useita etuja, jotka ovat mahdollistaneet immunokompleksivasta-aineiden hyödyntämisen pikatestauksessa: Se tarjoaa paremman herkkyyden kuin muut markkinoilla olevat perinteiset menetelmät ja mahdollisuuden tunnistaa sekä alhaisia että korkeita pitoisuuksia. Lisäksi mittaustulos on saatavissa muutaman minuutin kuluttua näytteen lisäämisestä.
VTT:llä vasta-aineet seulotaan valtavista vasta-ainekirjastoista, jolloin voidaan löytää juuri ne harvinaiset vasta-aineet, jotka tunnistavat vain ja ainoastaan tietyn immunokompleksin.
Testosteronin mittaus LFA-pikatestillä
”Maailmalla kasvaa jatkuvasti tarve metabolisen terveyden seurantaan. VTT:llä vastaamme tähän kehittämällä erittäin herkkiä hormonitestauksia, jotka soveltuvat niin kuluttajien koti- ja itsemittauksiin, kliinisen lääketieteen hormonitutkimuksiin kuin urheilijoiden suorituskyvyn seurantaan”, kertoo tutkimustiimin vetäjä Christina Liedert VTT:ltä.
Hormonien kotimittauksia käytetään yhä enemmän naisten terveyden ja hedelmällisyyden seurannassa, elämänvaiheisiin liittyvien hormonimuutosten ymmärtämisessä ja urheilussa suorituskyvyn ja palautumisen tukena. Ihmiset ovat myös kiinnostuneita itsensä mittaamisesta ja haluavat ottaa suuremman roolin hyvinvoinnistaan.
Konkreettinen esimerkki tästä on VTT:n testosteronin mittaamiseen kehittämä LFA-testi, joka on tuttu esimerkiksi COVID-19-kotitesteistä. Testiliuskassa immunokompleksivasta-aine ja sitä täydentävä kultananopartikkeleihin konjugoitu testosteronin tunnistava vasta-aine sijoitetaan konjugaattityynylle. Kun näyte lisätään testialustalle, sitoutuu immunokompleksi-vasta-aine nanopartikkelien pinnalla olevaan testosteronivasta-ainekompleksiin. Tämä vuorovaikutus näkyy testissä punaisena viivana, joka on sitä voimakkaampi, mitä korkeampi testosteronipitoisuus on.
LFA-esimerkki osoittaa, että VTT:n kehittämä molekyylitason ratkaisu on muunnettavissa skaalattaviksi, käyttäjäystävällisiksi diagnostiikkatuotteiksi esimerkiksi kuluttajaterveyden, lääketieteellisten testien ja kenttämittausten markkinoille.
VTT on patentoinut immunokompleksivasta-aineiden toimintaperiaatteen ja sitä hyödynnetään diagnostisissa tuotteissa. VTT tarjoaa tuote- ja kehityspalveluja uusien vasta-aineiden sekä diagnostisten testien kehitykseen.
Lisätietoja
Teknologian tutkimuskeskus VTT
Kristiina Iljin, tutkimustiimin vetäjä
[email protected], puh. 040 4842922
Christina Liedert, tutkimustiimin vetäjä
[email protected], puh. 040 5133894
Paula Bergqvist, viestintäpäällikkö
[email protected], puh. 050 566 5160
