Professori Mart Saarma - Juhlapuhe 12.3.2001

Uusi biotekniikka ja lääkkeet

Arvoisa tasavallan Presidentti Halonen! Arvoisat Tanner-Akatemian jäsenet ja kutsuvieraat! Minulla on ilo ja kunnia kiittää Väinö Tannerin Säätiötä ja Tanner-Akatemiaa kutsusta Tanner-Akatemian jäseneksi ja arvovaltaisesta Tanner-palkinnosta.

Lääkkeet, latinaksi remedium ja kreikaksi pharmakon, tunnetaan oikestaan jo sumerien kulttuurin ajalta noin 4000 eKr. Ensimmäinen oppikirja lääkekasvien käytöstä ilmestyi Kiinassa jo 2500 eKr. Hippokrates (460-377 eKr) käytti yli kahtasataa lääkekasvia erilaisten sairauksien hoitoon ja Galenos (n.139-200) otti käyttöön kasvien uutteet, voiteet ja ekstraktit periaatteessa samalla tavalla kuin niitä käytetään nykyään.

Tästä ajasta ovat lääketiede ja farmasia menneet eteenpäin huimaa vauhtia ja kehitysvauhti on ollut erityisen nopea viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana. Yhä enemmän ymmärretään eri sairauksien syitä ja sitä myöten kehitetään myös uusia lääkkeitä.
Kemian, erityisesti kemiallisen synteesin ja analyysin kehitys, samoin kuin biokemian kehityskin ovat oleellisesti edesauttaneet uusien lääkkeiden syntyä. Valitettavasti emme edelleenkään ymmärrä toivotulla tasolla monien sairauksien syitä ja sen takia meillä ei ole käytössä tehokkaita lääkkeitä näiden sairauksien hoitoon. Hyvä esimerkki tästä ovat hermoston rappeutumistaudit.
Hermoston rappeutumistaudit ovat päivä päivältä yhä tärkeämpi ongelma ihmiskunnalle. Jo nyt lähes 2% väestöstä kärsii näistä sairauksista ja väestön ikääntymisen myötä hermoston rappeutumissairauksien aiheuttama taloudellinen taakka kasvaa nopeasti. Neljä miljoonaa ihmistä Yhdysvalloissa kärsii Alzheimerin taudista ja asiantuntijoiden ennuste on, että 22 miljoonaa ihmistä maailmassa on sairastunut Alzheimerin tautiin vuoteen 2025 mennessä. Yhteiskunnan on siis tunnustettava tämä ongelma ja oltava valmis etsimään siihen ratkaisu.
Valtaosassa hermoston rappeutumistauteja kysymys on hermosolujen eli neuronien kuolemisesta. Parkinsonin taudissa substantia nigrasta striatumia hermottavat, liikkeen kontrollointiin osallistuvat dopamiini-neuronit rappeutuvat. Niinikään Alzheimerin taudissa ja ALS-taudissa tapahtuu hermosolujen massiivinen kuolema. Koska hermosolut ovat postmitoottisia, ts. ne eivät jakaudu, on periaatteessa ainoastaan pari tapaa lähestyä hermosolukuoleman ongelmaa. Ensinnäkin, looginen tapa on ymmärtää hermosolujen säilymisen ja suojaamisen luonnollisia mekanismeja ja käyttää samoja hoitoperiaatteita, joita luonto käyttää. Toinen, nopeasti alaa valtaava ja lupaava lähestymistapa on käyttää kantasoluja, joiden tehtävänä on erikoistumalla hermosoluiksi korvata kuolleet hermosolupopulaatiot.

Kolmanneksi, jo nyt on olemassa laaja kokemus muista kehon osista peräisin olevien solujen siirrosta aivoihin parantamaan hermosolujen eloonjäämistä. Vaikka kyseinen menetelmä onkin osoittautunut eläinkokeissa hyvin lupaavaksi, se on aikaa vievä, ja sillä on sivuvaikutuksia.
Kaikkien mainittujen menetelmien käytön perusedellytyksenä on hermosolujen säilymisen ja suojaamisen luonnollisien mekanismien ymmärtäminen. On myös opittava kasvattamaan hermosoluja ja kantasoluja koeputkessa sekä siirtämään niitä potilaaseen. Hermokasvutekijät, pienet proteiinit, joita tarvitaan hermosolujen elossa pysymiseen ja niiden suojaamiseen in vivo, tarjoavat ainutlaatuisen mahdollisuuden kehittää lääkkeitä hermoston rappeutumistautien hoitoon sekä mahdollisesti myös niiden ehkäisyyn.

Ongelmia ovat oikeiden kasvutekijöiden tunnistaminen ja niiden käyttäminen terapeuttisina työkaluina. Toinen vaihtoehto, mahdollisesti nopeampi lähitulevaisuutta ajatellen, on kehittää spesifisiä, hermokasvutekijöiden toimintaa jäljitteleviä kemiallisia yhdisteitä. Kasvutekijöitä on vaikeaa ja kallista tuottaa, niiden ohjaaminen kohteisiinsa on jokseenkin monimutkaista, ja ne hajoavat nopeasti. Toisaalta niiden suuri etu on siinä, että ne ovat luonnollisia proteiineja ja niiden toiminta jäljittelisi parhaiten luonnollisesti tapahtuvia vaikutuksia. On vaikea kuvitella yhdenkään kemiallisen yhdisteen kattavan hermokasvutekijöiden erilaisten biologisten vaikutusten koko kirjoa.

Geenitekniikalla on ollut, ja yhä edelleen on ratkaiseva rooli sairauksien mekanismien ymmärtämisessä ja uusien lääkkeiden kehittämisessä.

Viime vuosisadan loppupuolella, vuonna 1874, saksalainen tutkija Friedrich Miescher eristi Reinin-joen lohen mädistä aineen. Hän nimesi aineen DNA:ksi. Vielä silloin Friedrich Miecherillä ei ollut aavistustakaan kuinka tärkeän molekyylin hän oli löytänyt. Lähes 70 vuotta kului ennen kuin tutkijat havaitsijat löydön merkityksen. Amerikkalaiset Avery, McLoyd ja McCarthy osoittivat kokeellisesti DNA:n perimäaineeksi.

Noin sadan vuoden kuluttua Fridrich Miescherin havainnosta alan tutkijat oppivat siirtämään perimäainesta (geenit) solusta toiseen ja näin ollen muuttamaan kasvien ja eläimien luonnollisesti periytyviä ominaisuuksia. Geeniteknologia oli syntynyt. Odotukset olivat korkealla, mutta epäilyksetkin saivat julkista jalansijaa. 90-luvulla, uutta vuosituhatta lähestyessä, todettiin geeniteknologiaa käytettävän laajasti, jo rutiininomaisestikin, sekä lääketieteellisillä että luonnontieteellisillä kentillä. Moderni biotekniikka on tämän päivän tutkijalle samanlainen työväline kuin vaaka oli kemistille sata vuotta taaksepäin.

Geenitekniikalla on myös todellista näyttöä uusien lääkkeiden kehittämisessä. Tuon kaksi esimerkkiä. Ensimmäinen on insuliini. Tämä valkuaisaine on elintärkeä lääke sokeritautia poteville ihmisille. Ihan viime aikoihin asti insuliinia tuotettiin eläin-raaka-aineesta. Siitä oli pula ja monelle potilaalle lääke aiheutti myös sivuvaikutuksia. Geenitekniikan avulla ihmisen insuliinia koodaava geeni siirrettiin bakteereihin ja hiivaan, mistä johtuen ihmiskunnalla on nykyään periaatteessa käytössään rajattomasti puhdasta ihmisperäistä insuliinia.

Toinen esimerkkini on erytropoietiini, julkisuudessa paremmin EPO:na tunnettu valkuaisaine, joka lisäämällä punasolujen määrää parantaa ihmisen hapenottokykyä. Tätä lääkettä käytetään ennen kaikkea anemian hoitoon ja myös silloin kuin potilaalla on munuaisen vajaatoimintaa. Geenitekniikalla valmistettu ihmisen erytropoietiini on todellakin ollut pelastus monelle potilaalle ja lääke on erittäin suosittu. Aikanaan jopa Galenos huomasi, että jos lääkkeitä käytetään väärin, jos niitä otetaan esimerkiksi liikaa, lääkeaine voikin toimia myrkkynä. EPO:n käyttö huippu-urheilussa doping-aineena on viime aikoina ollut valitettavasti kasvussa. Toivottavasti lääkkeiden väärinkäytöstä ei tulla syyttämään geeniteknikkaa.

Minkalainen on biotekniikan ja lääkehityksen nykytilanne Suomessa? Millenium-buumin vyöryessä, kuohui myös geeniteknologian alalla. Vaikka tietoa ihmisen perimästä yritettiin soveltaa käytäntöön jo 80-luvulta asti, oli se oikeastaan vain kauniita koukeroita paperilla. Edistys on kuitenkin ollut rajua viime vuosina. Biotekniikasta on tullut informaatiotekniikan todellinen ja kilpailukykyinen haastaja. Kännykkäteollisuus on kohdannut vertaisensa Suomessa, Amerikassa biotekniikan alalla toimivia yrityksiä syntyy kuin sieniä sateella ja Euroopassa Dolly-lammas jakaa ihmisten mielipiteet. Alan kehittyessä herää myös kiinnostus siihen. Geenit kohottavat osaltaan jo New Yorkin pörssikäyriäkin. Kysymys kuuluukin, miten suomalainen biotekniikka saattaa itsensä näkyviin kiristyvässä kilpailussa?
Suomen kilpailukyky on tänä päivänä vahva. Hightech-osaaminen on Suomen valttikortti myös kilpailukykyisyyden kansainvälisessä vertailussa. Erityisen hyvin on julkisella rahalla tuettu koulutusta, terveydenhuoltoa sekä tietoyhteiskunnan infrastruktuuria, mitkä kaikki ovat edellytyksiä yritysten kehittymiselle. Vuosia sitten havahduttiin huomaamaan, että bioteknologia tulisi olemaan yksi merkittävimmistä teknologioista suomalaiselle yhteiskunnalle tulevaisuudessa. Uskottiin, että bioteknologia voisi tarjota kosolti uusia mahdollisuuksia Suomelle ja koko maapallolle. Kun bioteknologian tärkeys oli havaittu tehtiin joukko periaatteellisia päätöksiä. Merkittävin oli 80-luvun alussa tehty päätös tutkimus- ja tuotekehitykseen osoitetun rahamäärän nostamisesta. 1980-luvulla Suomi käytti noin 1,2 % bruttokansantuotteestaan tutkimus- ja tuotekehitykseen, 1990-luvulla 2,2 ja nyt se on 3,1 %. Toinen merkittävä päätös oli luoda toimiva yhteys yliopistojen ja teollisuuden välille. Suomessa on useita organisaatioita, joiden rooli on ratkaisevan tärkeä näiden yhteyksien kehittämisessä. Tärkein niistä on Teknologian kehittämiskeskus TEKES, jonka tehtävänä on tunnistaa, edistää ja yhdessä teollisuuden kanssa rahoittaa lupaaviin teollisuus-sovelluksiin johtavia projekteja. TEKES rahoittaa tänä päivänä noin 2400 kemian ja bioteknologian projektia, joista suurin osa on bioteknologiaa. Toinen merkittävä organisaatio on Suomen itsenäisyyden juhlavuoden rahasto SITRA, joka edistää pieniä yrityksiä investointien avulla. Viime vuosina bioteknologia on ollut yksi keskeisimmistä SITRAn investointikohteista. Ja tulokset ovat näkyvissä. Bioteknologiayrityksien määrä on kasvanut dramaattisesti, noin 120 alan yritystä on melkeinpä ilmiömäinen luku muuhun maailmaan, jopa USA:han verrattuna. Huomattava osa näistä uusista yrityksistä kehittää lääkkeitä.

Lääketieteen kehitys länsimaissa on tarjonnut monelle meistä todellista apua. Valitettavasti näin ei ole köyhissa maissa. Suurin ongelma on se, että lääkkeet ovat kalliita ja köyhien maiden kansalaisilla ei ole varaa niihin. Tästä hyvä esimerkki on AIDS:n hoitoon tarvittavat lääkkeet. Toinen erittäin vakava ongelma, mielestäni jopa moraalinen ongelma on se, että länsimaissa ei riittävällä panostuksella kehitetä lääkkeitä ja rokotteita sellaisiin sairauksiin, jotka eivät ole ongelma länsimaissa, mutta valtava ongelma köyhissä maissa. Esimerkin tästä tarjoaa malaria, jota maailmassa sairastaa 500 miljoonaa ihmistä ja vuosittain siihen kuolee 2.7 miljoonaa ihmistä. Länsimaiden ponnistukset malarialääkkeiden ja rokotteiden kehittämiseen ovat olleet erittäin vaatimattomia. Vasta parin viimeisimmän vuoden aikana ovat tutkijayhteisöt ja lääkefirmat aloittaneet laajamittaisen malaria-ohjelman, tavoitteena luoda uusia, tehokkaampia lääkkeitä.
Uskoisin, että paljon kritisoitua kasvien täsmäjalostusta (kasvien geenitekniikka) voidaan periaatteessa myös käyttää uusien lääkkeiden ja rokotteiden valmistuksessa. Nykyisen teknologian mukaan on täysin mahdollista kehittää uusia lääkekasveja, jotka toimivat samalla eri tautien rokotteina. Näkisin, että sen suuntaisista projekteista olisi paljon hyötyä, erityisesti kehitysmaille.

Vuosi 2001 jää varmasti ihmiskunnan historiaan vuotena, jolloin selvitettiin koko ihmisen perimän rakenne. Ensimmäistä kertaa meillä on tarkka tieto ihmisen lähes kaikista geeneistä ja tämän tiedon perusteella mahdollisuus valmistaa uusia lääkkeitä. Sen tiedon hyödyntäminen tarkoittaa ennen kaikkea sitä, että meillä on mahdollisuus selvittää ne geenit ja valkuaisaineet, joissa esiintyvät virheet aiheuttavat mm. syöpää, sydän- ja verisuonisairauksia sekä hermoston rappeutumissairauksia. Uusien kohdeproteiinien selvittäminen luo mahdollisuudet uusien, todella tehokkaiden lääkkeiden kehittämiselle. Aivan varmasti Suomen biolääketiede, biotekniikka ja lääketeollisuus ovat tässä nopeassa kehityksessä ratkaisevasti mukana.