Molekulaarselt jäljendatud polümeerid ehk lühemalt MJP-d on üks viimase aja uus võimalus erinevate sihtmolekulide kinnipüüdmiseks, määramiseks ja ka nende kasutamiseks näiteks ravis, meditsiinis. „Neid saab kasutada kahte moodi,“ seletab Tallinna tehnikaülikooli (TTÜ) materjaliteaduste instituudi professor Andres Öpik.

Kuna MJP-d on hästi tundlikud erinevate väikeste koguste ainete suhtes, siis on nad väga head täpseks analüütikaks nii keskkonnas kui ka erinevate haiguste diagnoosil.

Mis need polümeersed võrgud on ja kuidas töötavad?

Lahtiseletatult tähendab see, et sihtmolekulid istutatakse laboris polümerisatsiooni teel polümeeri struktuuri. Järgnevalt eemaldatakse sihtmolekul polümeeri struktuurist nii, et säilivad sihtmolekuli suhtes tundlikud mälupesad. Kui nüüd selliste mälupesadega polümeerne „võrk“ viia uuesti uuritavasse keskkonda, seob selline „püünis“ sihtmolekuli väga täpselt uuesti ja me saame sidumise protsessi erinevate tehniliste meetoditega efektiivselt hinnata.

„Neid polümeere, milles on „püünised“ kindlatele molekulidele, oleme nüüdseks suutnud ehitada ka mikrokiipidele, kuhu mahub juba kümneid tuhandeid püünisepesasid. Täna oskame kiibile teha püünised eraldi kahele-kolme molekulile - üks püüab ühte molekuli, teine teisi, kolmas hoopis kolmandaid molekule,“ kirjeldab Öpik.

„Aga nende kaugem rakendus võib ka olla ravina, kui selle tehnoloogia abil teatud molekule jälle viiakse suunatult organismi, kui leitakse sobilik kandja, mis ühtib inimese organismiga. Loodame väga, et neid võiks kasutada ka raviks,“ selgitab Öpik.

Milliste haiguste tuvastamiseks võib seda kasutada?

Öpiku sõnul võib seda kasutada igasuguste haiguste tuvastamiseks. „Aga mõtleme ikkagi kõige kriitilisemate ja raskematepeale kõigepealt, näiteks erinevate vähiraku markerite tuvastamiseks.“

Praegu on uurimisrühm koostöös Helsingi tehnikaülikooli ja firmaga Icosagen töötamas välja erinevate neurogeneratiivsete haigustega seostuvate markerite jäljendamise lahendust. Need haigused on Parkinsoni ja Alzheimeri tõbi, mis on teadagi väga rasked.

Tulevikule mõeldes võiks selliseid püüniseid kasutada mitte ainult diagnostikas vaid ka ravi eesmärgil.

Selliselt saaks vähihaige organismi viia kunstlikult valmistatud n-ö püüdurid, mis leiavad sealt vähirakud, suudavad need enda külge siduda ehk kinni püüda ja sealt välja viia ilma ülejäänud organismi oluliselt kahjustamata.

Senised uurimised lubavad väita, et näiteks vähiravi puhul on selline molekulaarselt jäljendatud polümeer võrreldes seni kasutatava loodusliku ja kalli keemiaraviga odavam.

Senine töö on olnud nn molekulipüüdjate testimisel väga edukas, akadeemik Öpiku hinnangul kulub aga siiski veel aega, enne kui neid julgetakse inimkehasse saata. „Peamist kitsaskohta näen siin selles, et organismi kaitsesüsteem võtab inimorganismi viidud molekulipüüdjat võõrkehana ja hakkab sellele vastu töötama,“ lisab Andres Öpik.

Molekulipüüdjad on aga lihtsamini rakendatavad kasvõi keskkonnatehnoloogias. „Lõpetasime keskkonnatehnoloogilise projekti, kus määrasime pinnasest ja vedelikust ravimijääke. Saastunud vett või pinnast saab ka selliste meetoditega puhastada, kus keemilised ühendid seovad (ehk taas püüavad) ebasoovitavad saasteained. Ka sellele suunale loodan suurt tulevikku,“ kinnitas akadeemik Andres Öpik

Öpiku uurimisrühm pika nimetusega „Uue põlvkonna biotundlike süsteemide uurimine ja väljatöötamine molekulaarselt jäljendatud polümeeride baasil“ on TTÜs tegutsenud aastaid. 2016. aasta lõpuga sai ümber üks tööperiood, mida kõigele lisaks troonis parima doktoritöö preemia pälvinud väitekiri, mille autor on Aleksei Tretjakov.

Tretjakov jäljendas oma töös immunoglobuliin G-d ehk IgG-d, mis on inimese immuunsüsteemi tagamise üks peamisi tegureid.

Immunoglobuliinid ehk antikehad on inimese immuunsüsteemi peamine tagajad. Lühikese tähisega IgG aitab meid kõikide haiguste, ka viirushaiguste vastu. Kui IgG tase organismis langeb, on inimene haigustele oluliselt vastuvõtlikum.

„Me saame seda parandada. Me saame Ig-d juurde viia suunatult ja teadlikult. Siiski inimkatseteni jõudmiseks kulub hulk aega ja katseid,“ märgib Öpik. Tretjakovi doktoritöö uuringud aga andsid selles suunas edasiliikumiseks tugeva panuse.

Praegu on TTÜ materjaliteadlased loonud jäljendatud materjalid, millega arstiteadlased saavad edasi töötada.