Õpilaste teadustööde riiklikul konkursil tunnustati keemia instituudi teadlaste juhendatud noori

Stabiilsete isotoopide massisuhete spektromeetria on leidnud kasutust mitmetes valdkondades, nagu geoloogia, hüdroloogia, paleontoloogia ja arheoloogia. See kiiresti populaarsust koguv meetod on võimaldanud teadlastel uurida iidses luumaterjalis talletunud stabiilseid isotoope ning selle järgi määrata organismi keskmisi toitumisharjumusi 5 kuni 10 aastat enne organismi surma. Eestisse jõudsid esimesed teadustööd, kus kasutati SIA-d, 1990-ndatel ning analüüsimata luumaterjali leidub Eesti arheoloogilistes kogudes veel palju. See uurimistöö on autorile teadaolevalt Eestis esimene, mis käsitleb tallinlaste ja muude sinna sattunud inimeste toitumist Põhjasõja lõpul. Autor soovib uurimistöö tulemusi võrrelda varasema kirjaliku teabega tallinlaste olukorrast Põhjasõja lõpul. Selle uurimistöö eesmärk oli a) tuvastada stabiilsete isotoopide analüüsi abil Põhjasõja ajal elanud inimeste toitumist; b) võrrelda isotoopanalüüsi tulemusi olemasoleva kirjaliku materjaliga; c) selgitada välja, kas isotoopväärtused võimaldavad midagi öelda maetute sotsiaalse kuuluvuse kohta; d) suurendada autori teadmisi teaduslikust meetodist ning uurimistöö taustast. Uurimistöö mõte oli teada saada, millest võis koosneda tallinlase toidulaud 18. sajandi alguses ning kas kirjalikes allikates talletatud teave on võrreldav stabiilsete isotoopide analüüsimisel saadud proovide tulemustega. Lisaks sellele uuriti luustiku soo ja vanuse mõju proovi tulemustele. Uurimistöö praktiline pool koosnes SIA (Stable Isotope Analysis) teadusliku meetodi läbi tegemisest. TÜ arheoloogia osakonna laboris lõigati luumaterjalist välja luupulber, mis viidi TÜ Archemy laborisse luukollageeni eraldamiseks. Seejärel pakiti luukollageen tinakapslitesse ning söödeti EA-IRMS süsteemi eesmärgiga tuvastada süsiniku ja lämmastiku stabiilsete isotoopide vahelisi massisuhteid. Uurimistöö praktilise osa väljundid olid tabel ja graafik, mis kajastasid luustike isotoopilisi suhteid. Põhjasõja-aegses Tallinnas toituti sõltuvalt isiku ühiskondlikust taustast peamiselt maismaalistest toiduallikatest, kuid rikkamatele ühiskonnaliikmetele olid sõja ajal kättesaadavad ka merelised organismid, nagu tursk või ahven. Siinkohal vastas vähene kirjalik materjal proovi tulemustele. Luustiku sugu ja vanus proovi tulemusi ei mõjutanud või vähemalt oli raske mingisugust ühist nähtust leida. Töö autor omandas mitmeid teadmisi uurimistöö käigus. Vähese valimi tõttu on võimalik seda uurimistööd veelgi täiendada.

Haiglahirm (HH) mõjutab oluliselt noorte patsientide koostöövalmidust ja meditsiinilise abi
kvaliteeti. Tähelepanu kõrvalejuhtimine on üks tõhusaim mittefarmakoloogiline meetod HH ja
valu vähendamiseks. Uurimistöö teema valikul sai oluliseks vajadus leida uuenduslikke ja
tõhusaid viise laste haiglahirmu ja -protseduuridega kaasneva stressi leevendamiseks. Samuti
soovin gümnaasiumi järel suunduda õppima meditsiiniteaduskonda. Uurimistöö eesmärk oli
hinnata sotsiaalse robot Pepperi mõju laste HH ja valutaseme vähendamisel vereproovi võtmise
ajal.
Uuringu viisin läbi Tartu Ülikooli Kliinikumi (TÜK) lastekliinikus (veebruar–aprill 2024) ning selles
osales 27 ambulatoorset patsienti vanuses 2–13 aastat (mediaan 8,0 aastat), sh 12 poissi ja 15
tütarlast. Pepper suhtles verevõtu ajal lastega, näitas videoid, mängis muusikat ja tantsis.
Meditsiiniõed hindasid laste HH ja valu taset FLACC-skaala järgi enne ja pärast sekkumist, lapsed
ise hindasid oma hirmu ja valu VAS-skaalal. Vanemad täitsid protseduuri järel Likerti skaala
küsitlused.
Tulemused näitasid, et FLACC-skaala järgi vähenes nooremate laste (≤ 7) valuskoor keskmiselt
1,5 punkti. VAS-analüüsi kohaselt tundis noorematest lastest 64% peale protseduuri ning
Pepperiga kohtumist vähe / üldse mitte hirmu: nende hirmuskoor vähenes keskmiselt 5,0
punkti võrra. 93% vanematest lastest (> 7) tundsid protseduuri ajal vähe / üldse mitte hirmu:
keskmiselt vähenes vanemate laste hirmutase 1,0 punkti võrra. 67% vanematest ja 100%
noorematest lastest hindasid Pepperit väga meeldivaks. Vanemate hinnangul vähenes nende
laste HH VAS-skaalal keskmiselt 4,4 punktilt 2,9 punktile. Pepperi rahulolu hinnati kõrgelt: 76%
lapsevanematest nõustus tugevalt, 8% nõustus, 16% osaliselt nõustus. 88% vanematest soovis
Pepperit ka järgmiseks protseduuriks.
Minu loodud HH vähendamise sessiooni on nüüd kasutuses TÜK lastekliiniku neuroloogia
osakonna ambulatoorsetes protseduurides. Lisaks olen välja töötanud kaks uut Pepperi
interaktsiooni, mis keskenduvad operatsioonijärgses osakonnas viibivate laste heaolu
parandamisele.

Käesolev töö keskendub epilepsia raviks näidustatud karbamasepiini (CBZ) kristallvormidele ja
III vormi saamisviisidele. Kristallvormid mõjutavad ravimi lahustuvust, biosaadavust ja
stabiilsust, seega tahke aine vormide mõistmine on oluline farmatseutiliste preparaatide
optimeerimisel. Karbamasepiinil esineb kuus veevaba vormi ja üks dihüdraatvorm (CBZ DH).
CBZ vesilahustuvus on kehv, kuid permeaablus hea, mistõttu tahke aine vormide kontrollimine
on oluline, optimeerimaks raviaine ohutust, efektiivsust ja kvaliteeti.
Uurimistöö eesmärk oli leida meetodeid, millega oleks võimalik saada algmaterjalist CBZ III
vorm. Kirjanduse põhjal esitati hüpotees, et CBZ III vormi on võimalik valmistada kuumutamise
ning erinevatest solventidest ümberkristallimise teel. Karbamasepiini kristallvormide saamiseks
kasutati ümberkristallimist erinevatest solventidest ja kuumutamist. Kristallmodifikatsioonide
tuvastamiseks kasutati pulber-röntgendifraktomeetriat (XRPD), Ramani spektroskoopiat
(Raman), Fourier’ teisendatud infrapunaspektroskoopiat (FTIR) ning valgusmikroskoopiat (LM).
Analüütilised meetodid võimaldasid tuvastada CBZ III, CBZ I, CBZ DH või vormide segu. LM abil
tuvastati, et III vormi osakestel oli korrapäratu morfoloogia, mis erineb kirjanduses toodud
prismaatilisest kujust. Kuumutamisel ei tekkinud alati I vorm, kuigi kirjanduse kohaselt peaksid
I ning III vorm moodustama enantiotroopse paari, kus stabiilseim vorm vaheldub 70 °C juures.
Analüütiliste meetoditega mõõdetud tulemused kinnitasid, et nii ajas kui kristallimismeetodite
rakendamisel tekivad uued erinevad kristallvormid, mis pakuvad lisainfot CBZ omaduste ning
transformatsioonide kohta. Seeläbi täiendavad töö tulemused kirjandust ja avavad uusi
perspektiive CBZ-i polümorfide uurimisel. Eksperimentaalsete andmete alusel saab väita, et
õnnestus välja töötada korratav metoodika, mis sõltumata algmaterjalist võimaldab saada CBZ
III vormi.
Edasised uuringud võiksid keskenduda CBZ tahke aine vormide pikemaajalisele uurimisele,
mõistmaks kristallvormide muutumist ajas eri tingimustes. Lisaks uurida muid kristallimise
meetodeid, et täpsustada, millistel tingimustel saab saavutada teatud kristallvorme.

Kutiikula ja õhulõhed on taime epidermi olulised osad. Kutiikula kaitseb lehte ja vähendab
veekadu, samal ajal kui õhulõhed võimaldavad gaasivahetust. Uurimistöö teema valiti, sest kõiki
epidermi ehituses ja talitluses osalevaid geene veel ei teata. Taimede genoomi ja sellele vastava
fenotüübi uurimine on eelkõige tähtis biotehnoloogilisest vaatenurgast, et tagada
tulevikukliimas parema saagikusega sordid ja seega tulevaste põlvede toidujulgeolek. Lisaks
andis uurimistöö võimaluse tutvuda laboritööga ja saada kogemus teadustöös.
Uurimistöö eesmärk oli isoleerida häiritud epidermi ehituse ja talitlusega taimeliine hariliku
müürlooga (Arabidopsis thaliana) mutandipopulatsioonist HEM. Uurimisküsimused olid
järgmised: millised katsed taimedega on efektiivsed epidermi fenotüübi uurimiseks ning kuidas
on katse andmetest lähtuvalt võimalik seostada geeni ja fenotüüpi? Uurimisel viidi läbi
veekaotuse katse, määrati õhulõhede tihedust ja hinnati kutiikula terviklikkust toluidiinsinisega.
Uuritud liinide veekaotus varieerus vahemikus 0,14–0,75 ning leiti viis liini, mille veekaotus oli
suurem kui tuntud õhulõhede regulatsiooni mutandil ost1-3. Lisaks tuvastati viis defektse
kutiikulaga liini. Kõrgeima keskmise õhulõhede tihedusega liin oli O151, madalaimaga liin A20.
Silmapaistvate eksperimentaalosa tulemustega liinide puhul tehti edasine otsing ATHEM-i
andmebaasis, et leida taimede fenotüübi ja genotüübi vahel võimalikke seoseid.
Veekaotuse ja õhulõhede tiheduse uurimise katsed toimusid ootuspäraselt ja andsid soovitud
tulemusi. Toluidiinsinise katse puhul selgus, et see töömeetod on võrreldes teise kahe katsega
subjektiivsem ehk meetodil on veel arenguruumi.
Uurides katses tuvastatud häiringutega liine andmebaasis, tuvastati viis liini, milles oli toimunud
< 10 suure mõjuga mutatsiooni (B586, B401, B500, B410, O151). Nende viie liini seas oli kaks
liini (B586, B500), mille puhul defektset kutiikulat näidanud katsed tõestasid juba teadaoleva
geeni olulisust kutiikula arengus. Eelmainitud viie liini genoomides tuvastati ka kuus lookust,
mille ülesanded on ebamäärased ja mis võivad seega olla taimede defektse epidermi taga.
Kolme liini puhul (O242, O218, C704), milles oli toimunud > 10 suure mõjuga mutatsiooni, leiti
kuus geeni, mis võivad olla seotud neis liinides esinenud iseärasustega.
Tulevikus tuleks Arabidopsise keskusest tellida üksikmutante, milles on tähtsad mutatsioonid
toimunud vaid väljatoodud huvipakkuvates lookustes. Nendega sarnaseid katseid korrates
saaks kindlaks teha, kas konkreetsetel geenidel on taimede epidermi arengus oluline roll.

Valkudel on oluline osa organismide toimimises ning need täidavad paljusid ülesandeid. Ühte liiki valgud on ensüümid, mis katalüüsivad biokeemilisi reaktsioone. Nende hulgas on proteiinkinaasid, mis katalüüsivad valkude fosforüülimisreaktsiooni. Kuna proteiinkinaasid võtavad osa paljudest rakusisestest signaalteedest, on kõrvalekalletega proteiinkinaaside töös seostatud mitmed tõsiseid terviseprobleeme, nagu vähk. Seetõttu üritatakse leida inhibiitoreid, mis taastavad proteiinkinaaside tavapärase töö ning ravivad tänu sellel ka vastavaid haiguseid. Käesoleva uurimistöö raames sünteesiti uus ARC-tüüpi bisubstraatne inhibiitor ning uuriti selle pika elueaga luminestsentsi ja seostumist PKA-Ca-ga. Aluseks võeti olemasolev ARC-668 ja vahetati tiofeenituum tiasooliga. Sünteesi lõppsaadusteks olid inhibiitor ARC-2300 ning 5-TAMRA fluorestsentsvärviga fluorestsentssond ARC-2301. Erinevate etappide saaduseid kontrolliti HPLC-MS meetodiga, ATP-d jäljendava osa struktuur kinnitati 1H NMR-iga. Saaduste puhastamine toimus HPLC abil. ARC-2300 ergastus- ja emissioonispektrid tehti kindlaks TGL mõõtmisega. Järgnesid bioloogilised katsed, milles hinnati sünteesitud inhibiitori sidumisvõimet PKA-Ca-ga ning nende kahe kompleksi pika elueaga luminestsentsi. Selgus, et tiofeenituuma asendamisel tiasoolituumaga on vastava inhibiitori seostumisvõime suurusjärgu võrra nõrgem ning kompleksi luminestsentsi intensiivsus tunduvalt madalam. Ergastusspekter on aga nihkunud nähtava valguse poole. Edasised võimalikud uurimissuundad on tiasoolituuma asendi ja peptiidiosaga liitumise muutmine ning erinevate proteiinkinaasidega katsetamine. Modifikatsioonidel on potentsiaali, kuna sünteesitud inhibiitoril on olemas nii afiinsus PKA-Ca suhtes kui ka kompleksis pika elueaga luminestsents, aga võrreldes tiofeenituuma sisaldava ühendiga on mõlemad omadused halvemad. Põhjenduseks erinevate proteiinkinaasidega katsetamistele on see, et iga proteiinkinaas on erineva struktuuriga ning ARC-2300 mõne teisega võib anda intensiivsemat luminestsentssignaali ning seostuda tugevamalt.

Proteiinkinaasid on ensüümid, mis katalüüsivad valkude fosforüülimist. See on oluline translatsioonijärgne modifikatsioon, millel on tähtis roll paljudes elutähtsates rakulistes protsessides. Kõrvalekaldeid proteiinkinaaside töös, näiteks üleaktiivsust, on seostatud mitmete haigustega, peamiselt vähktõvega. Seetõttu on proteiinkinaasid olulised ravimite
sihtmärgid. Proteiinkinaaside inhibiitorid seonduvad proteiinkinaasidele ja inhibeerivad nende tegevust, toimides ravimitena. Tartu Ülikooli meditsiinilise keemia uurimisrühmas arendatakse ARC-tüüpi inhibiitoreid. Käesoleva uurimistöö raames sünteesiti kuus uudse struktuuriga bisubstraatset inhibiitorit, mis sisaldasid 1-(7-deasapuriini-6-üül)piperidiini jääki. Nende seondumisvõimet proteiinkinaasi A-katalüütilisele alaühikule võrreldi varem konstrueeritud analoogse struktuuriga
piperasiinitsükliga inhibiitoriga. Hüpotees oli, et piperidiini 4-asendis olev aminorühm võiks inhibiitori seondumisvõimet parandada. Esmalt sünteesiti inhibiitori ATP-sidumiskohaga seonduvad fragmendid ja nende struktuurid tõestati 1H tuumamagnetresonantsiga. Reaktsioonide monitoorimiseks kasutati TLC-analüüsi. Inhibiitorid sünteesiti, kasutades Fmoc- tahkefaasi peptiidisünteesi strateegiat. Saadused puhastati kõrgefektiivse vedelikkromatograafiaga ja tõestati massispektromeetria abil. Inhibiitorite seondumisvõimet iseloomustati aeglahutusega luminestsentsi meetodiga. 1-(7-deasapuriini-6-üül)piperidiini kasutamine inhibiitori ATP-sidumiskohaga seonduvas fragmendis vähendas seondumisvõimet proteiinkinaasile võrreldes ARC-1408-ga (KD = 0,18 nM). Lisatud aminorühmaga ühendite seondumisvõime PKA-Cα-le oli tugevam ilma aminorühmata ühenditest, lisaks tugevnes seondumisvõime linkeri pikkuse kasvamisega. Sünteesitud ühenditest oli kõige parema seondumisvõimega ARC-2225 (KD = 0,48 ± 0,04 nM), millel oli pikim linker ja täiendav aminorühm. Tulemused laiendavad 7-deasapuriini jääkidega bisubstraatsete inhibiitorite struktuur-aktiivsussõltuvusseeriat. Piperidiinijäägiga ühendite sünteesimine on piperasiinijäägiga ühendite sünteesimisest lihtsam. Täiendav aminorühm võimaldab ühendisse tulevikus uusi funktsionaalrühmi lisada.