Tutkimuslaboratorio

Rokotekehitys ja immunologia –tutkimusryhmä toimii osana Rokotetutkimuskeskusta, Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnan alaisuudessa toteuttaen omia akateemisia tutkimushankkeita sekä erilaisia sopimustutkimuksia. Tutkimuslaboratorio on mukana myös useissa kliinisissä rokotetutkimuksissa. Tutkimusryhmän sekä -laboratorion johtajana toimii FT Vesna Blazevic.

Rokotekehitys ja immunologia -ryhmällämme on vuosien kokemus rokotekehityksestä, rokotteisiin liittyvistä prekliinisistä tutkimuksista sekä kliinisten näytteiden immunologisesta analysoinnista. Päätutkimushankkeitamme ovat uuden sukupolven ei-elävien, nanopartikkeleihin perustuvien rokotteiden ja rokotealustojen kehittäminen. Ryhmämme erityisosaamiseen kuuluvat mm. erilaisten rokoteantigeenien (esim. rotavirus, ETEC, influenssa, tuberkuloosi, koronavirus, HIV) suunnittelu sekä rokotteisiin ja virusinfektioihin liittyvät immunivasteen määritykset.

Tutkimusryhmällämme on vahva ja laaja-alainen osaaminen sekä perinteisistä että nykyaikaisista, huipputasoa edustavista menetelmistä immunologian, soluviljelyn, molekyylibiologian ja biokemian alalta. Esimerkkeinä PCR, kloonaus proteiinituotanto soluviljelmissä (erityisesti bakulovirus-hyönteissoluekspressiosysteemillä),  immunoblottaus, elektronimikroskopia, ELISA, ELISPOT ja moniväri-virtaussytometria. Rokotekehityksen ja immunologisten analyysien lisäksi tutkimusryhmän toimintaan kuuluvat prekliinisten kokeiden suunnittelu ja toteutus, sekä kliinisten näytteiden analysointi, joita ryhmä tekee niin omiin tutkimusrokotteisiin, yhteistyöprojekteihin että tutkimuspalveluihin liittyen. Ulkoinen rahoituksemme koostuu suurelta osin yhteistyö- ja sopimustutkimuksista kansainvälisille lääketeollisuuden yrityksille.

Rokotekehitystyömme koostuu rokoteantigeenien suunnittelusta (esim. DNA-rokotteet, rekombinanttiproteiinit ja viruksenkaltaiset partikkelit tai muut nanopartikkelit) sekä rokotetuotannosta, -puhdistuksesta ja -spesifikaatioista laboratoriomittakaavassa. Tämän lisäksi tärkeänä osana rokotekehitystä teemme prekliinisiät proof-of-concept rokoteimmunogeenisyys- ja turvallisuustutkimuksia eläinmalleissa sekä rokotteiden primääristä farmakokinetiikkaa.

• Nanopartikkelirokotteet
  Perinteisille, eläviä heikennettyjä tai tapettuja taudinaiheuttajia sisältäville, rokotteille tarvitaan turvallisempia, tehokkaampia ja edullisempia rokotevaihtoehtoja. Erinomaisen vaihtoehdon turvallisuudellaan tarjoavat nanopartikkeleihin perustuvat proteiinirokotteet, jotka eivät sisällä eläviä taudinaiheuttajia tai niiden osia. Ne eivät myöskään sisällä perimää, joka on edellytyksenä solussa monistumiselle ja infektion synnylle. Nanopartikkeleihin kuuluvat myös erilaiset viruksen kaltaiset partikkelit (eng. virus-like particle, VLP), jotka muistuttavat rakenteeltaan viruksia ja voivat sitoutua soluihin aktiivisten virusten tapaan infektiota aiheuttamatta. Viruksen kaltaisiin partikkeleihin ja muihin nanopartikkeleihin perustuvat rokotteet ovat äärimmäisen immunogeenisiä partikkelien pinnalla olevien tiheiden ja toistuvien antigeeniryhmittymien ansiosta. Esimerkkeinä tällaisista jo kaupallisestikin saatavilla olevista nanopartikkeleihin pohjautuvista rokotteista mainittakoon rokotteet hepatiiti B -virusta (Engerix-B®, Recombivax HB®), papillomavirusta (Cervarix®, Gardasil®) ja influenssavirusta (FluBlok®) vastaan.Nanopartikkelien erinomaisten ominaisuuksiensa ansiosta tutkimusryhmämme päätavoitteisiin on kuulunut jo yli 10 vuoden ajan erilaisten uuden sukupolven ei-elävien, nanopartikkeleihin perustuvien rokotteiden kehittäminen.

• Rokotealustat
  Rokotekehityksessä kiinnostuksemme kohteina ovat lisäksi erilaiset rokoteadjuvantit sekä uudet rokotekuljetusalustat. Erilaisia nanopartkkeleita, mukaan lukien viruksen kaltaisia partikkeleita, voidaan hyödyntää vieraiden ja sellaisenaan heikosti immunogeenisten antigeenien kuljetusvälineinä. Tavoitteena on päällystää partikkelit valituilla antigeeneillä hyödyntämällä erilaisia konjugointiteknologioita. Tehokkaana immuunivasteen muodostajana nanopartikkelit saavat aikaan voimakkaan immuunivasteen rakenteeseen liitettyjä antigeenejä vastaan. Käyttämällä stabiileja ja helposti tuotettavia partikkeleita rokotealustana, uusien rokotekandidaattien kehittämismahdollisuus nopeutuu huomattavasti. Esimerkkinä käynnissä olevista rokotealustatestauksistamme mainittakoon Tampereen yliopiston Proteiinidynamiikan ryhmän kanssa yhteistyössä tehtävä ModuVac-projekti, jossa kehitetään uusia rokotekandidaatteja noroviruksen kaltaiseen partikkeliin perustuvan rokotealustan avulla.
• Koronavirusrokotetutkimus
  Uusimpana tutkimusryhmämme hankeena on koronavirusrokotetutkimus. Tavoitteenamme olisi kehittää COVID-19-tautia vastaan rokote, mikä perustuu SARS-CoV-2 -koronaviruksen pinnan proteiinien muodostamiin viruksenkaltaisiin partikkeleihin (VLP).  Tutkimusprojekti on yhteistyöhanke Tampereen yliopiston Proteiinidynamiikan ryhmän kanssa.

Ryhmämme on julkaissut kattavan määrän tutkimustuloksia useissa alan arvostetuissa lehdissä koskien rokotekehitystä sekä immunologista tutkimusta. Tutkimustuloksista on syntynyt myös kolme väitöskirjaa.

Kansainväliset tieteelliset referee -julkaisut vuosien 2010-2020 ajalta (International scientific referee-publications during 2010-2020):

2020

Tamminen Kirsi, Heinimäki Suvi, Gröhn Stina, Blazevic Vesna. (2020). Internalization and antigen presentation by mouse dendritic cells of rotavirus VP6 preparations differing in nanostructure. Molecular immunology, in Press.

2019

Malm Maria, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2019). Simultaneous immunization with multivalent norovirus VLPs induces better protective immune responses to norovirus than sequential immunization. Viruses 11 (11), 1018.

Heinimäki Suvi, Hankaniemi Minna M., Sioofy-Khojine Amir-Babak, Laitinen Olli H, Hyöty Heikki, Hytönen Vesa P, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2019). Combination of three virus-derived nanoparticles as a vaccine against enteric pathogens; enterovirus, norovirus and rotavirus. Vaccine 37 (51), 7509-7518.

Hankaniemi Minna M, Stone Virginia M, Sioofy-Khojine Amir-Babak, Heinimäki Suvi, Marjomäki Varpu, Hyöty Heikki, Blazevic Vesna, Laitinen Olli H, Flodström-Tullberg Malin, Hytönen Vesa P. (2019). A comparative study of the effect of UV and formalin inactivation on the stability and immunogenicity of a Coxsackievirus B1 vaccine. Vaccine 37 (40), 5962-5971.

Hankaniemi Minna M, Stone Virginia M, Andrejeff Tanja, Heinimäki Suvi, Sioofy-Khojine Amir-Babak, Marjomäki Varpu, Hyöty Heikki, Blazevic Vesna, Flodström-Tullberg Malin, Hytönen Vesa P, Laitinen Olli H. (2019). Formalin treatment increases the stability and immunogenicity of coxsackievirus B1 VLP vaccine. Antiviral research 171, 104595.

Malm Maria, Hyöty Heikki, Knip Mikael, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2019). Development of T cell immunity to norovirus and rotavirus in children under five years of age. Scientific reports 9 (1), 3199.

Simre Kärt, Uibo Oivi, Peet Aleksandr, Puustinen Leena, Oikarainen Sami, Tamminen Kirsi, Blazevic Vesna, Tillmann Vallo, Hämäläinen Anu-Maaria, Härkönen Taina, Siljander Heli, Virtanen Suvi M, Ilonen Jorma, Hyöty Heikki, Knip Mikael, Uibo Raivo, DIABIMMUNE Study Group. (2019). Early-life exposure to common virus infections did not differ between coeliac disease patients and controls. Acta paediatrica 108 (9), 1709-1716.

Tamminen Kirsi, Malm Maria, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2019). Immunological cross-reactivity of an ancestral and the most recent pandemic norovirus GII.4 variant. Viruses 11 (2), 91.

2018

Heinimäki Suvi, Malm Maria, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2018). Intradermal and intranasal immunizations with oligomeric middle layer rotavirus VP6 induce Th1, Th2 and Th17 T cell subsets and CD4+ T lymphocytes with cytotoxic potential. Antiviral research 157, 1-8.

Heinimäki Suvi, Malm Maria, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2018). Parenterally administered norovirus GII.4 virus-like particle vaccine formulated with aluminum hydroxide or monophosphoryl lipid A adjuvants induces systemic but not mucosal immune responses in mice. Journal of immunology research 2018, 3487095.

Malm Maria, Tamminen Kirsi, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2018). Norovirus GII.17 virus-like particles bind to different histo-blood group antigens and cross-react with genogroup II-specific mouse sera. Viral immunology 31 (10), 649-657.

Malm Maria, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2018). Identification of a first human norovirus CD8 (+) T cell epitope restricted to HLA-A*0201 allele. Frontiers in immunology 9, 2782.

Tamminen Kirsi, Malm Maria, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2018). Norovirus-specific mucosal antibodies correlate to systemic antibodies and block norovirus virus-like particles binding to histo-blood group antigens. Clinical immunology 197, 110-117.

2017

Auer Sanna, Azizi Latifeh, Faschinger Felix, Blazevic Vesna, Vesikari Timo, Gruber Hermann J, Hytönen Vesa P. (2017). Stable immobilisation of His-tagged proteins on BLI biosensor surface using cobalt. Sensors and actuators b: Chemical 243, 104-113.

Heinimäki Suvi, Tamminen Kirsi, Malm Maria, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2017). Live baculovirus acts as a strong B and T cell adjuvant for monomeric and oligomeric protein antigens. Virology 511, 114-122.

Malm Maria, Tamminen Kirsi, Heinimäki Suvi, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2017). Functionality and avidity of norovirus-specific antibodies and T cells induced by GII.4 virus-like particles alone or co-administered with different genotypes. Vaccine 36 (4), 484-490.

2016

Lappalainen Suvi, Blazevic Vesna, Malm Maria, Vesikari Timo. (2016). Rotavirus vaccination and infection induce VP6-specific IgA responses. Journal of medical virology 89 (2), 239-245.

Lappalainen Suvi, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2016). Simple and efficient ultrafiltration method for purification of rotavirus VP6 oligomeric proteins. Archives of virology 161 (11), 3219-3223.

Malm Maria, Tamminen Kirsi, Blazevic Vesna. (2016). Assessment of functional norovirus antibody responses by blocking assay in mice. In: Thomas Sunil (ed.) Vaccine design. Methods in molecular biology, vol 1403. Humana Press, New York, NY.

Malm Maria, Tamminen Kirsi, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2016). Norovirus-specific memory T cell responses in adult human donors. Frontiers in microbiology 7, 1570.

Malm Maria, Tamminen Kirsi, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2016). Type-specific and cross-reactive antibodies and T cell responses in norovirus VLP immunized mice are targeted both to conserved and variable domains of capsid VP1 protein. Molecular immunology 78, 27-37.

Tamminen Kirsi, Malm Maria, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2016). Mucosal antibodies induced by intranasal but not intramuscular immunization block norovirus GII.4 virus-like particle receptor binding. Viral immunology 29 (5), 315-319.

Blazevic Vesna, Malm Maria, Honkanen Hanna, Knip Mikael, Hyöty Heikki, Vesikari Timo. (2016). Development and maturation of norovirus antibodies in childhood. Microbes and infection 18 (4), 263-269.

2015

Auer Sanna, Koho Tiia, Uusi-Kerttula Hanni, Vesikari Timo, Blazevic Vesna, Hytönen Vesa P. (2015). Rapid and sensitive detection of norovirus antibodies in human serum with interferometry biosensor. Sensors and actuators b: Chemical 221, 507-514.

Blazevic Vesna, Malm Maria, Salminen Marjo, Oikarinen Sami, Hyöty Heikki, Veijola Riitta, Vesikari Timo. (2015). Multiple consecutive norovirus infections in the first 2 years of life. European journal of pediatrics 174 (12), 1679-1683.

Blazevic Vesna, Malm Maria, Vesikari Timo. (2015). Induction of homologous and cross-reactive GII.4-specific blocking antibodies in children after GII.4 New Orleans norovirus infection. Journal of medical virology 87 (10), 1656-1661.

Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2015). Norovirus vaccine: One step closer. Journal of infectious diseases 211 (6), 853-855.

Koho Tiia, Ihalainen Teemu, Stark Marie, Uusi-Kerttula Hanni, Wieneke Ralph, Rahikainen Rolle, Blazevic Vesna, Marjomäki Varpu, Tampé Robert, Kulomaa Markku S, Hytönen Vesa P. (2015). His-tagged norovirus-like particles: A versatile platform for cellular delivery and surface display. European journal of pharmaceutics and biopharmaceutics 96, 22-31.

Lappalainen Suvi, Pastor Ana Ruth, Malm Maria, López-Guerrero Vanessa, Esquivel-Guadarrama Fernando, Palomares Laura A., Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2015). Protection against live rotavirus challenge in mice induced by parenteral and mucosal delivery of VP6 subunit rotavirus vaccine. Archives of virology 160 (8), 2075-2078.

Malm Maria, Tamminen Kirsi, Lappalainen Suvi, Uusi-Kerttula Hanni, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2015). Genotype considerations for virus-like particle-based bivalent norovirus vaccine composition. Clinical & vaccine immunology 22 (6), 656-663.

Malm Maria, Tamminen Kirsi, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2015). Comparison of intramuscular, intranasal and combined administration of norovirus virus-like particle subunit vaccine candidate for induction of protective immune responses in mice. Journal of clinical & cellular immunology 6 (1), 284.

2014

Lappalainen Suvi, Pastor Ana Ruth, Tamminen Kirsi, López-Guerrero Vanessa, Esquivel-Guadarrama Fernando, Palomares Laura A, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2014). Immune responses elicited against rotavirus middle layer protein VP6 inhibit viral replication in vitro and in vivo. Human Vaccines & Immunotherapeutics 10 (7).

Malm Maria, Uusi-Kerttula Hanni, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2014). High serum levels of norovirus genotype specific blocking antibodies correlate with protection from infection in children. Journal of Infectious Diseases 210 (11), 1755-1762.

Uusi-Kerttula Hanni, Tamminen Kirsi, Malm Maria, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2014). Comparison of human saliva and synthetic histo-blood group antigens usage as ligands in norovirus-like particle binding and blocking assays. Microbes and infection 16 (6), 472-480.

2013

Huhti Leena, Tamminen Kirsi, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2013). Characterization and immunogenicity of norovirus capsid-derived virus-like particles purified by anion exchange chromatography. Archives of Virology 158 (5), 933-942.

Lappalainen Suvi, Tamminen Kirsi, Vesikari Timo, Blazevic Vesna. (2013). Comparative immunogenicity in mice of rotavirus VP6 tubular structures and virus-like particles. Human Vaccines & Immunotherapeutics 9 (9), 23777748.

2012

Huhti Leena, Szakal Evelin D, Puustinen Leena, Salminen Marjo, Huhtala Heini, Valve Oona, Blazevic Vesna, Vesikari Timo. (2011). Norovirus GII-4 causes a more severe gastroenteritis than other noroviruses in young children. Journal of infectious diseases 203 (10), 1442-1444.

Nurminen Kirsi, Blazevic Vesna, Huhti Leena, Räsänen Sirpa, Koho Tiia, Hytönen Vesa P, Vesikari Timo (2011). Prevalence of norovirus GII-4 antibodies in Finnish children. Journal of Medical Virology 83 (3), 525-31.

Puustinen Leena, Blazevic Vesna, Salminen Marjo, Hämäläinen Minna, Räsänen Sirpa, Vesikari Timo. (2011). Noroviruses as a major cause of acute gastroenteritis in children in Finland, 2009-2010. Scandinavian Journal of Infectious Diseases 43 (10), 804-808.

2010

Huhti Leena, Blazevic Vesna, Nurminen Kirsi, Koho Tiia, Hytönen Vesa P, Vesikari Timo. (2010). A comparison of methods for purification and concentration of norovirus GII-4 capsid virus-like particles. Archives of Virology 155 (11), 1855-1858.

Lappalainen Suvi. (11/2015). Immunogenicity of Rotavirus VP6 Oligomeric Structures for Use as a Candidate Rotavirus Vaccine. Tampere: Tampere University Press. (Acta Universitatis Tamperensis 2105).http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-44-9939-5

Tamminen Kirsi. (6/2015). Development of a Norovirus Capsid GII-4 and GI-3 Virus-like Particle-based Candidate Vaccine. Tampere: Tampere University Press. (Acta Universitatis Tamperensis 2067).http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-44-9836-7

Huhti Leena (4/2015). Significance of the norovirus GII.4 genotype as a cause of acute gastroenteritis in Finnish children, and the production of a candidate virus-like particle vaccine. Tampere: Tampere University Press. (Acta Universitatis Tamperensis 2035). http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-44-9744-5

YHTEISTYÖ

Tutkimusryhmämme on parhaillaan mukana useissa eri kansallisissa yhteishankkeissa Tampereen yliopiston, Turun ammattikorkeakoulun ja Åbo Akademin kanssa. Lisäksi ryhmällämme on lukuisia hankkeita yhdessä kansainvälisten akateemisten yhteistyökumppaneiden ja lääketeollisuuden yritysten kanssa.

• Kansalliset akateemiset yhteistyökumppanit:

– Apulaisprof. Vesa Hytönen, Proteiinidynamiikka, Tampereen yliopisto. ModuVac-projekti: Noroviruksen kaltaiseen partikkeliin perustuvan rokotealustan kehittäminen, Enterovirus-VLP-rokotteen immunogeenisyyden tutkimus hiirimallissa.

– Prof. Heikki Hyöty, Virologia, Tampereen yliopisto. Enterovirus-  ja enterovirus-VLP-rokotteen immunogeenisyyden tutkimus hiirimallissa.

– Apulaisprof. Mika Jokinen, Turun ammattikorkeakoulu. Silvac-projekti (Rokoteannostelu).

– FT Ari Rosling, Åbo Akademi. Silvac-projekti (Rokoteannostelu).

• Kansainväliset akateemiset yhteistyökumppanit

– Prof. Laura Palomares, Universidad Nacional Autónoma de México, Meksiko. In vivo -turvallisuustutkimukset käyttämällä rotavirusaltistusmallia.

– Dr. Grant Hansman, University of Heidelberg and the DKFZ, Saksa. Noroviruskapsidin antigeenisyyden, joustavuuden ja vuorovaikutuksen tutkimus erilaisten reseptorien ja sitoutumistekijöiden avulla.

– Prof. Halvor Sommerfelt, Centre for International Health, University of Bergen, Norja. ETEC-rokotteen kehitys.

– Dr. Gabriel Parra, U.S. Food and Drug Administration (FDA), Washington, D.C., USA. Enteroidit in vitro -mallina norovirusinfektiolle.

•  Lääketeollisuuden yhteistyökumppanit:

– UMN Pharma Inc., Japani. Norovirus VLP ja rotavirus VP6 -yhdistelmärokotteen kehittäminen: GLP-tuotanto, primäärinen farmakodynamiikka ja lääkeaineformulointi.

– The Protein Sciences Corporation (PSC), Connecticut, USA. Rekombinanttiproteiinirokotteiden prosessikehitys ja GMP-tuotanto bakulovirus-hyönteissoluekspressiosysteemillä.

– ICON Genetics GmbH, Saksa. Kasveissa tuotettujen norovirus- ja rotavirusrokotekandidaattien sekä uusien adjuvanttien prekliininen farmakologinen ja toksikologinen tutkimus.

– Takeda, US/Japani. Sopimustutkimus norovirus-VLP-rokotteen immunogeenisyyden arviointi monikansallisessa Takedan sponsoroimassa kliinisissä vaiheen I/II kokeissa lapsilla.

– Janssen, Alankomaat. Sopimustutkimus immunologisten menetelmien optimoinnista kliinisten kokeiden tarpeisiin.