Mitä hiukkasfyysikko tekee biopankissa?

Biopankilla tarkoitetaan lääketieteellistä kokoelmaa ihmisperäisiä näytteitä ja niihin liittyviä tietoja, joita voidaan käsitellä ja luovuttaa laadukkaaseen lääketieteelliseen tutkimukseen. Toiminta perustuu biopankkilakiin ja ihmisten antamaan suostumukseen näytteidensä ja tietojensa käytöstä. Auria Biopankki on Suomen ensimmäinen sairaalabiopankki, jonka omistavat Turun yliopisto sekä Varsinais-Suomen, Satakunnan ja Vaasan sairaanhoitopiirit. Biopankki kerää näytteitä ja tietoja näiden sairaanhoitopiirien suostumuksensa antaneilta potilailta.

Biopankki mielletään usein yksiköksi, jonka päätoiminta liittyy näytteisiin ja niiden tallettamiseen ”pankkiin”. Pian toiminnan alkuvaiheen jälkeen kävi kuitenkin ilmi, että näytteiden todellinen tutkimuksellinen arvo perustuu niihin liitettäviin tietoihin. Näitä tietoja ovat muun muassa potilaan diagnoosit, hoidot ja hoitojen vasteet. Tämän niin sanotun kliinisen datan perusteella voidaan esimerkiksi tutkia, ketkä potilaat hyötyvät millaisistakin hoidoista, ja verrata tätä tietoa näytteiden biologisiin ominaisuuksiin tai potilaan perimään. Tällaisen tutkimuksen avulla on mahdollista, ainakin lopulta, löytää ”oikea hoito oikeaan aikaan oikealle potilaalle”.

Tällä hetkellä toimin erikoistutkijana biopankissa, fyysisesti Tyks Patologian 5. kerroksessa. Taustani usein yllättää biopankin asiakkaat – olen nimittäin väitellyt teoreettisesta hiukkasfysiikasta viisi vuotta sitten Helsingin yliopistolla. Väitökseni käsitteli sitä, miten korkeaenergisten hiukkastörmäysten mittausdatasta voidaan saada tietoa hiukkasten muodosta ja rakenteesta, ja millaisilla matemaattisilla malleilla tällaisia lähes valonnopeudella liikkuvien hiukkasten vuorovaikutuksia voidaan kuvata. Matematiikan lisäksi jouduin soveltamaan informaatioteknologian keinoja käsittelemään suuria datamääriä analyysiin sopivalla tavalla.

Turun yliopisto panostaa monitieteisyyteen, ja itselleni sen arvo näyttäytyy joka päivä käytännön työssäni. Tarvitsen informaatioteknologiaa datan tietoturvalliseen käsittelyyn ja oikeiden näytteiden löytämiseen datamassan joukosta. Tarvitsen matematiikkaa ja tilastotiedettä mallintamaan ilmiöitä havaintojen takana, esimerkiksi ryhmittelemään samankaltaiset potilaat tai löytämään korkean riskin potilaat. Tarvitsen lääketiedettä ja biologiaa ymmärtämään tutkijan kysymyksenasettelua, ja sitä miten siihen voisi vastata käytettävissä olevilla näytteillä ja tiedoilla. Työstäni voitaisiin hyvin käyttää lähivuosina tunnetuksi noussutta termiä ”data science”, joka viittaa ongelmien ratkaisuun ja vastausten löytämiseen datan avulla. Lääketieteellisestä tutkimusta tehdessäni on ollut mielenkiintoista havaita, miten kaikkien erilaistenkin sairauksen välillä on yhteneväisyyksiä: sairaus diagnosoidaan, sitten aloitetaan hoito, ja potilaan tilaa ja hoitoa seurataan.

Biopankki on monitieteinen yhteisö myös työpaikkana. Data scientistien lisäksi biopankin päivittäinen toiminta tarvitsee muun muassa lainsäädännön, laadunhallinnan, patologian, ja laboratoriotyöskentelyn asiantuntijoita sekä heidän välistä saumatonta yhteistyötä. Tässä tapauksessa kokonaisuus on enemmän kuin osiensa summa, sillä yhden alan paraskaan asiantuntija ei välttämättä tiedä toisen alan perustuloksia, joita tarvittaisiin tietyn menetelmän käyttöön tai ongelman ratkaisuun.

Henkilökohtaisen lääketieteen tulosta on puhuttu pitkään, ja itsen koen että sen todellinen potentiaali saavutetaan ainoastaan yhdistämällä biopankkien näytteitä ja rekisterien terveystietoja monitieteisellä lähestymistavalla. Olen mukana Helsinki Challengessa Jing Tangin johtamassa iCombine-joukkueessa, joka myös uskoo tähän: tavoitteenamme on kehittää tulevaisuuden yksilöllisiä syöpähoitoja juurikin lääkäreistä, matemaatikoista, ja biologeista koostuvalla joukkueella. Helsinki Challenge on tiedekilpailu, jossa tarkoituksena on keksiä ratkaisuja maailman polttavimpiin ongelmiin. Hoitojen yksilöllistäminen on varmasti yksi näistä, joten tavoittelemme tietysti voittoa, mutta kilpailu on myös erinomainen tilaisuus laajentaa yhteistyötämme muihin sidosryhmiin, kuten potilasjärjestöihin, lääkäreihin, päättäjiin ja muihin tutkijoihin. Lisäksi koen, että kilpailun opettamat tiedeviestintätaidot ovat tärkeitä kaikille tutkijoille tuomaan esille oman tutkimuksen avoimuutta ja vaikuttavuutta.

Turun yliopisto tekee myös muita merkittäviä avauksia monitieteisyyden saralla. Äskettäin aloittanut Digital Futures –profilaatiohanke yhdistää digitalisaatiota hyödyntävää monitieteistä tutkimus- ja koulutusyhteistyötä. Digitaaliset tulevaisuudet tuo yhteen esimerkiksi maantieteen ja geologian laitoksen, lääketieteellisen tiedekunnan, oikeustieteellisen tiedekunnan ja kauppakorkeakoulun osaamista. Nämä erilaisetkin tieteenalat jakavat kuitenkin yhteiset perusoletukset tieteentekemiseen. Yhdistämällä paikkatieto ja terveystieto voidaan tutkia sairauksien riskitekijöitä ja hoitotasapainoa alueittain, ja tämä on vain yksi esimerkki monista mahdollisuuksista. Onkin mielenkiintoista nähdä, mitä digitaalinen monitieteinen tulevaisuus tuo tullessaan!

Samu Kurki
Kirjoittaja on Auria Biopankin erikoistutkija.

https://www.auriabiopankki.fi/ – Auria Biopankin verkkosivut, josta löytyy tietoa biopankin toiminnasta ja käynnissä olevista tutkimuksista.

http://challenge.helsinki.fi/blog/team-icombine-our-model-could-make-cancer-treatment-more-effective – Lisätietoa Helsinki Challengen iCombine-joukkueesta.

http://digitalfutures.fi/ – Digital Futures –profilaation verkkosivut, josta löytyy lisätietoa hankkeen tutkimus- ja koulutustoiminnasta.