Home- ja kosteusvauriotutkimus

Altistumistutkimus
Mikrobien vaikutusmekanismien tutkimus

KTL:n Ympäristöterveyden osastossa tutkitaan mm.: kosteusvaurioituneiden rakennusten mikrobeja ja niille altistumista, näiden mikrobien vaikutusmekanismeja, terveysvaikutuksia solutasolla sekä terveyshaittoja ihmisessä.

Altistumistutkimus

Altistumistutkimuksessa selvitetään ihmisen altistumista tekijöille, jotka johtavat terveyshaittoihin kosteusvaurioituneissa sisäympäristöissä. Tutkimuksen pääalueita ovat sisäympäristöjen mikrobiston karakterisointi ja kosteusvaurion mikrobikasvun ekologian ymmärtäminen, altistuksen laadullinen ja määrällinen luonnehdinta, sekä näytteenotto- ja analyysimenetelmien kehittäminen.

Mikrobialtistumisen roolia allergioiden yleistymisen syynä selvitetään tutkimalla mikrobialtistuksen eroja erilaisissa sisäympäristöissä. Tutkimus keskittyy erityisesti maaseutuympäristöön. Pienhiukkasten käyttäytymistä sisätiloissa ja niiden biologista fratiota tutkimalla pyritään selvittämään aiheutuuko kosteusvauriosta päästöjä sisäilmaan, millaisia ne ovat ja voidaanko pienhiukkasmittausten avulla arvioida biologisten hiukkasten käyttäytymistä.

Sisäympäristöjen mikrobialtistuksen arvioinnissa otetaan käyttöön uusia menetelmiä, joiden avulla voidaan määrittää mikrobien kokonaismäärää ja/tai -laatua ilman viljelyä. Nämä tekniikat perustuvat mikrobien soluseinärakenteiden ja DNA-jaksojen määrittämiseen.

Lisäksi kehitetään näytteeottomenetelmiä, joiden avulla voidaan kuvata erityisesti pitkäaikaisaltistumista ja jotka ovat kustannuksiltaan ja resurssivaatimuksiltaan käytettävissä suurissa kenttätutkimuksissa. Altistumiseen vaikuttavia tekijöitä, kuten ihmisen toimintaa, vuodenaikaa, ilmanvaihtoa ja vaurioituneisuutta selvitetään. Lisäksi pyritään kehittämään työkaluja käytännön ongelmanratkaisun tueksi, esim. korjausten onnistumisen seurantaan ja korjausten jälkeiseen siivoukseen.

Hometutkimusryhmän tutkimusprojekteja

MIME - Altistuminen elinympäristön mikrobeille - yhteys allergioiden ja astman kehittymiseen
Biofine - Pienhiukkasten biologisen fraktion karakterisointi
Biojäte - Kompostointilaitosten ja eläinsuojien ympäristöterveyshaittojen selvittäminen
Siruprojekti - DNA-siru sisäympäristöjen haitallisten mikrobien toteamiseen

Mikrobien vaikutusmekanismien tutkimus

Mikrobien vaikutusmekanismit

Tutkimusten tavoitteena on selvittää, mitkä hometaloista eristetyistä mikrobeista ovat haitallisimpia, miten ne vaikuttavat hengitysteissä ja mitkä ovat vaikutusten mekanismit. Erityisesti keskitytään hometalomikrobien aiheuttamaan tulehdukseen ja hengitysteihin kohdistuvaan toksisuuteen.

1. Kokeet soluviljelmillä

In vitro tutkimuksissa käytämme sekä ihmisen (SC) että hiiren (RAW264.7) makrofagisolulinjoja ja ihmisen keuhkojen epiteelisolulinjaa (A54). Solulinjojen altistukset tehdään hometaloista eristetyille, kasvatetuille ja identifioiduille mikrobeille. Altistuksen jälkeen näytteistä analysoidaan tulehdusvälittäjäaineita ja toksisia vaikutuksia soveltuvasti käyttäen seuraavia metodeja: NO-tuotanto (Griess-menetelmä ja indusoituva NO-syntaasi Western-Blot analyysi), happiradikaalit (luminometri), sytokiinit (ELISA), solujen elävyys mittaamalla sekä nekroottista (MTT-testi) että apoptoottista solukuolemaa (ELISA)

Tutkimukset osoittavat, että hometalojen mikrobeista erityisesti streptomykeetit ja mykobakteerit voivat käynnistää tulehdusreaktioon liittyvien välittäjäaineiden (NO, sytokiinit) tuotannon ja aiheuttaa solukuolemaa sekä hiiren että ihmisen makrofageissa ja ihmisen keuhkojen epiteelisoluissa. Lisäksi on voitu osoittaa, että streptomykeeteillä kyseiset vasteet eivät ole riippuvaisia mikrobi-itiöiden elävyydestä. Streptomykeeteillä kasvualustan ravinnekoostumuksella ja pH:lla on keskeinen vaikutus sen toksisuuteen sekä kykyyn käynnistää tulehdusvälittäjäaineiden tuotanto hiiren makrofageissa.

2. Kokeet koe-eläimillä

In vivo altistukset tehdään altistamalla annos ja aikavasteisesti hiiriä (NIH) intratra-keaalisesti, in vitro kokeissa aktiivisiksi osoittaununeille hometalomikrobeille. Keuhkohuuhtelunesteestä määritetään tulehdusta kuvaavina parametreinä kokonaissolumäärä (flow-sytometria, KuY kliininen mikrobiologia), solujakauma (sytospin-näyte, Diffi KuY, Kliin.patol. ja oik.lääk.tiet.laitos) kudosvauriota kuvastava kokonaisproteiini (spektrofotometria, KTL) BAL-solujen aktivaatiota kuvaava NO- (Griess, Western-Blot, KTL) ja happiradikaalituotanto (Luminometri, KTL), sekä tulehdusreaktiota ja allergiaa kuvastavia sytokiinejä (ELISA, KLT). Lisäksi tunnistetaan BAL soluista immunohistokemiallisesti sytokiinejä erittävät solut ja tutkitaan altistuksen aiheuttamat histopatologiset muutokset keuhkoissa.

Tähänastiset tutkimustulokset osoittavat, että koe-eläinmallissa hometaloista eristetyt Mycobacterium terrae ja Streptomyces californicus voivat aiheuttaa hiiren keuhkoissa akuutin tulehduksen. Koe-eläin tutkimuksella saatava informaatio on tärkeää, jotta voidaan verrata in vitro kokeilla saatavaa tietoa vaikutuksiin kokonaisessa elimistössä ja kehittää solu- ja koeläinmalleja riskin arvioinnin perustaksi.

3. Kliiniset tutkimukset ja biomonitorointi

Tutkimuksessa selvitetään hometalomikrobien vaikutusmekanismeja immunologisen järjestelmän soluissa tutkimalla ko. mikrobeille altistuneiden henkilöiden ylähengitysteistä nenähuuhtelunesteeseen (NL) tai alahengitysteistä indusoituun yskökseen (IS) erittyneiden tulehdusvälittäjäaineiden (esim. sytokiinit) tuotantoa ja niiden yhteyttä raportoituihin oireisiin ja rakennuksesta eristettäviin mikrobeihin.

Tutkimukset osoittavat, että kosteusvaurioituneen koulurakennuksen henkilökunnalla oli tulehdusvälittäjäaineiden pitoisuudet nenähuuhtelunesteessä selvästi koholla kevätlukukauden päättyessä. Henkilökunnan oireet vähenivät ja tulehdusvälittäjäainetasot laskivat verrokkien tasolle kesäloman aikana, mutta sekä oireet että ko. välittäjäainepitoisuudet palasivat syyslukukauden aikana keväällä mitattujen arvojen tasolle.

4. Mikrobien biologisesti aktiiviset fraktiot / metaboliitit

Kasvatettua mikrobimassaa fraktioidaan mm. proteinikoon ja liukoisuuden perus-teella. Aktiivisten komponenttien aiheuttamia sytotoksisuuden ja tulehdusvasteiden solutason mekanismeja tutkitaan ihmisen (solulinjat, kokoveri) ja hiiren soluissa. Tulehdusmarkkereita esim. sytokiineja määritetään sekä proteiini- että mRNA-tasoilla ja mitataan transkriptotekijöitä esim, NF-(B . Mekanismeja pyritään selvit-tämään myös inhibiittoreiden ja tulehdukseen liittyvien reseptorien blokkaamisen avulla. Solukuoleman mekanismeja tutkitaan MTT-testin lisäksi mm. propidium-jodivärjäyksen avulla ja määrittämällä kaspaasi-3-entsyymin aktiivisuutta. Näitä menetelmiä käytetään myös mikrobien välisten interaktioiden ja niiden mekanismien tutkimukseen.

5. Mikrobien väliset interaktiot

Interaktiotutkimuksissa selvitetään miten yhteiskasvatus vaikuttaa bakteerien ja homeiden kasvuun ja niiden itiöiden sytotoksisuuteen sekä kykyyn käynnistää tulehdusvasteita immunologisen järjestelmän soluissa. Tutkimuksessa verrataan yhteiskasvatettujen mikrobien aiheuttamia annos-ja aika vasteita erikseen kasvatettujen mikrobien vasteisiin. Lisäksi yhteiskasvatuksen aiheuttamia muutoksia mikrobien rasvahappospektrissä (3-hydroksyrasvahapot, fosfo-, glyko- ja neutraalilipidit) verrataan yhteiskasvatuksen aiheuttamiin muutoksiin itöiden sytotoksisuudessa ja tulehdusvasteisssa.

6. Sisäilman pienhiukkasnäytteiden biologinen aktiivisuus

Sisäilmasta suodattimille kerättyjen pienhiukkasnäytteiden eri fraktioiden biologista aktiivisuutta määrittämällä pyritään selvittämään eri ympäristöistä kerättyjen näytteiden ja fraktioiden välisiä eroja. Biologisessa aktiivisuudessa mahdollisesti todettuja eroja verrataan eroihin näytteiden/fraktioiden mikrobistossa tai kemiallissessa koostumuksessa.

Katso myös

Hengitysliitto: Homeen aiheuttamat oireet

Avain sanat

Viitteet

Aiheeseen liittyviä tiedostoja

Home- ja kosteusvauriotutkimus

Sisällysluettelo