Kolibakteeri tunnistaa myrkyllisen sisäilman

Sisäilman myrkkyindikaattorina toimiva bakteeri ei ole mikä tahansa kolibakteeri vaan erityistä Escherichia coli-lux -kantaa. Se saatiin aikaan, kun tavalliseen kolibakteerikantaan siirrettiin geeniteknologian keinoin uusi dna-jakso, jonka ansiosta se tuottaa näkyvää valoa, bioluminesenssia.

E. coli-lux on kehitetty Turun yliopiston biokemian laitoksen immunokemian laboratoriossa. Kannan tuottama valosignaali on suoraan verrannollinen elävien bakteerisolujen määrään.

– Jos kosteus- ja homevaurioituneista tiloista otetut pölynäytteet ovat myrkyllisiä, bakteerikoettimen valontuotto laskee. Siten bakteeri osoittaa sisäilman kokonaistoksisuuden. Kokonaistoksisuus tarkoittaa kaikkia sisäilmaa vaurioittavia lähteitä, ei pelkästään mikrobiperäistä myrkyllisyyttä, FT, tutkija Janne Atosuo immunokemian laboratoriosta kertoo.

Laboratorio on alun perin soveltanut E. coli-lux -menetelmää synnynnäisen immuniteetin tutkimukseen, mutta sitä on pian viiden vuoden ajan hyödynnetty myös kosteus- ja homevaurioiden havainnointiin.

E. coli-luxiin perustuva näytteenotto- ja analyysimenetelmä sisältyi Atosuon toukokuussa 2015 tarkastettuun väitöskirjaan. Valoa tuottava kolibakteerikanta ja sen käyttö homemittarina herättivät kiinnostusta, koska juuri tällaista työkalua yleistyneissä sisäilmaongelmissa tarvittaisiin.

Työsuojelurahasto on rahoittanut vuodesta 2013 kaikkiaan neljää tutkimusta menetelmän kehittämiseksi – tuoreimpina kahta meneillään olevaa hanketta: Atosuon väitöskirjan jälkeistä post doc -tutkimusta ja Eetu Suomisen väitöskirjaa.

Atosuon ja Suomisen lisäksi tutkimusryhmän keskeinen jäsen on ollut tutkimusjohtaja, dosentti Esa-Matti Lilius. Immunokemian laboratoriota johtaa dosentti Jari Nuutila.

”Meidän menetelmämme on vaihtoehto nisäkässoluille.”

Kustannustehokkaasti ja nopeasti

Bakteereiden käyttö toksisuuden mittaamiseen ei ole Atosuon mukaan uusi idea. Hänen väitöskirjassaan on maininta tolueenin myrkyllisyyden mittaamisesta avulla E. coli -solulla – 1930-luvun lopulla. Valoa tuottavasta kolibakteerista tosin ei ollut kyse, vaan käytössä oli maljaviljely.

– Yleisesti toksisuuden mittaamisessa käytetään nisäkässoluja, esimerkiksi rotan munuaissoluja ja sian siittiösoluja. Ne ovat hyviä mutta kalliita ja aikaa vieviä. Lisäksi eläinten tai niiden solujen käyttö nostaa esiin eettisiä kysymyksiä. Meidän menetelmämme on vaihtoehto nisäkässoluille.

E. coli-luxiin perustuva mittausmenetelmä on toistettava, helppokäyttöinen, kustannustehokas ja nopea. Pölynäytteet pyyhkäistään kuitupuikolla, ja jokainen yksilöity näyte toimitetaan laboratorioon. Siellä näytteet punnitaan, ja pakastimessa – 80 miinusasteessa – säilytetyt E. coli-lux -solut altistetaan usealle eri näytelaimennokselle. Samanaikaisesti pystytään mittaamaan 96 reaktiota.

– Nopeimmillaan rakennusta koskevan tuloksen voi saada muutamassa tunnissa näytteenotosta.

Koska menetelmä on helppokäyttöinen ja edullinen, yhdestä huoneesta voidaan ottaa useita näytteitä.

– Yleensä otamme ainakin kuusi pölynäytettä jokaisesta huoneesta. Esimerkiksi ulkoilmasta tulevat pölyt ja myös puhdistusaineet voivat olla virhelähteitä. Jos huoneesta tulee yksi todella myrkyllinen näyte, mutta muut eivät ole myrkyllisiä, melko varmasti kyse ei ole sisäilmasta vaan jostain muusta, Atosuo selvittää.

Tutkimuksissa näytteitä on otettu nyttemmin myös sisäilmasta kondensoidusta vedestä. Alustavissa tutkimuksissa se on osoittautunut potentiaaliseksi näytekeräysmenetelmäksi.

– Toksisuusmittaus ei erittele, mikä toksisuuden aiheuttaja on – se kertoo vain kokonaistaakan.

”Testi on edullinen, ja yleensä otamme ainakin kuusi pölynäytettä jokaisesta huoneesta.”

3 000 pölynäytettä 150 kohteesta

Tähän mennessä Työsuojelurahaston rahoittamissa hankkeissa on tutkittu runsaat 3 000 pyyhkäisypölynäytettä yli 150 julkisesta ja yksityisestä rakennuksesta.

Näytteistä suuri osa on saatu yhteistyötahoilta, joita ovat Turun yliopiston työterveyshuollon ja ympäristölääketieteen professori, pitkän linjan sisäilmatutkija Tuula Putus, Elisa Aattela Oy, Asumusterveysliitto AsTe ry, Ilmalinja Oy, Sisäilmapalvelut Oy ja Claeris Oy.

Tuula Putuksen kanssa on testattu kohteiden toksisuuden ja tilankäyttäjien oireiden välistä yhteyttä. Analyysimenetelmän kehityksen kannalta tämä tieto Atosuon mukaan on ollut arvokasta, koska tällöin toksisuusdataa voidaan selvittää uuden referenssitiedon avulla. Ylipäätään mittaustulosten yhdistäminen muuhun olemassa olevaan dataan on tärkeätä.

Tänä vuonna Putuksen kanssa yhteistyössä on tutkittu sokkoutetusti esimerkiksi kahta ongelmallista paloasemaa ja yhtä tervettä vertailukohdetta.

– Toksisuusmittaus tunnisti vauriokohteet pölynäytteiden perusteella. Mittaukset korreloivat tilankäyttäjien oireiden ja niiden vakavuuden kanssa. Lisäksi ne korreloivat tilasta tehtyjen mikrobitutkimusten kanssa ja tilankäyttäjien immunologisten vastemittausten kanssa.

”Toksisuustesti hyödyttää esimerkiksi kuntia tai valtiota – suuria kiinteistönomistajia – tunnistamaan ja priorisoimaan korjauskohteita.”

Ulkopuoliseen arviointiin pian

Atosuon mukaan toksisuustestistä on rakennettu standardin ISO 17025 mukaista laatujärjestelmää sisäisin auditoinnein. Yksityiskohta yksityiskohdalta on käyty läpi, mitä testauksessa tapahtuu. Suuri apu on saatu dosentti, sairaalakemisti Linnéa Lingolta, joka on ollut pitkään rakentamassa Turun yliopiston laatujärjestelmää.

Tammikuussa 2017 laatujärjestelmä on tarkoitus saattaa FINASin (Finnish Accreditation Service) akkreditoitavaksi.

– Menetelmän ehdottomaan luotettavuuteen ja toistettavuuteen on tärkeätä saada ulkopuolisen arvioijan varmistus. Me haluamme tehdä tämän kunnolla. Uskomme, että testimme hyödyttää esimerkiksi kuntia tai valtiota – suuria kiinteistönomistajia – tunnistamaan ja priorisoimaan korjauskohteita.