Elias Hakalehto

Eino Elias Hakalehto (s. 23. helmikuuta 1961 Lahti) on suomalainen mikrobiologi ja bioteknologi, joka toimii Helsingin yliopiston mikrobiologisen agroekologian dosenttina, Itä-Suomen yliopiston bioteknisen mikrobianalytiikan dosenttina, sekä perustamansa Finnoflag Oy:n toimitusjohtajana.

Hänen keskeisimmät tutkimustyönsä liittyvät mikrobiomin merkitykseen ihmisen terveyden kannalta, mikrobisekaviljelmien käyttöön biojalostamoissa kiertotalouden edistämiseksi, mikrobidiagnostiikkaan vesien ja elintarvikkeiden tutkimuksessa, mikrobien vuorovaikutuksiin, sekä passiivi-immunisaation ja muiden luonnon tarjoamien mahdollisuuksien käyttöön virus- ja bakteeriepidemioita vastaan.

Hänellä on noin 80 alkuperäistä patenttihakemusta.

Hakalehto syntyi Lahdessa vuonna 1961. Hän valmistui ylioppilaaksi Tampereen Lyseosta vuonna 1979. Korkeakouluopintonsa Hakalehto suoritti Helsingin yliopistossa, josta hän valmistui maatalous- ja metsätieteiden maisteriksi vuonna 1983. Jatko-opintoja Hakalehto suoritti Britanniassa Lontoon University Collegessa, Kentin yliopistossa, sekä Westminsterin yliopistossa, jossa hän oli mukana kloonaamassa ensimmäisenä maailmassa antibioottituotantoon käytettäviä Streptomyces-bakteerin geenejä E. coli -bakteeriin.

Työuransa aikana Hakalehto on muun muassa edistänyt ensimmäisen tutkijan roolissa 1986 suomalaisen Valion siirtymistä probioottien tuotantoon projektissa, jonka seurauksena Valio 1989–1990 lisensioi Lactobacillus rhamnosus GG -kannan Yhdysvalloista. Tästä maitohappobakteerista tuli maailman tutkituin probiootti, joka levisi eri maihin useilla tuotenimillä; Suomessa se tunnetaan GefilusTM. Elias Hakalehto on toiminut asiantuntijana ja sihteerinä Maanpuolustuksen tieteellisen neuvottelukunnan Mikrobiologian ja toksikologian jaostossa vuosina 1997–2003. Kuopiossa toimivat hänen johdollaan 1990-luvun alkupuoliskolla Sitran rahoittama RMD-projekti (Rapid Microbial Detection) ja Puolustusministeriön rahoittama BTM-projekti (Bioagent Threat Monitoring).

Uransa alkuvaiheessa Hakalehto on lisäksi työskennellyt vierailevana tutkijana Jerusalemin heprealaisessa yliopistossa, sen biotekniikan yksikössä sekä Hadassah Medical Schoolin membraanien ja ultrastruktuurien tutkimuksen yksikössä vuosina 1990–1991.Vuonna 1993 perustamansa Finnoflag Oy:n kautta hän on ollut mukana yli sadassa kotimaisessa ja kansainvälisessä projektissa, muun muassa keskeisenä teknologiantoimittajana valtakunnallisessa vesijohtoveden laatuun keskittyvässä THL:n ja GTK:N vetämässä Polaris-projektissa (2009–2012) sekä EU:n Itämeren alueen kuuden maan (Saksa, Puola, Ruotsi, Suomi, Liettua ja Viro) biojalostusprojektissa (ABOWE 2012–2015). Tämän projektin taustalla olevat ideat äänestettiin vuonna 2011 EU:n Itämeri-ohjelman rahoittamassa REMOWE-hankkeessa potentiaalisimmaksi jätteiden energiakäyttöä edistäväksi innovaatioksi Suomessa ja Virossa. Savonia-ammattikorkeakoulun koordinoima ABOWE-hanke, joka rakennettiin Hakalehdon bioprosessi-idean varaan, voitti Suomen ammattikorkeakoulujen "Kärki 2014” -kilpailun ensimmäisen sarjan ”Soveltava tutkimustieto ja innovaatiot”. Hän on tehnyt noin 70 tieteellistä tutkimusjulkaisua, lukuisia ammatillisia ja yleistajuisia artikkeleita. Hän on toiminut editorina kuudessa tieteellisessä kirjassa sekä kirjoittanut noin 100 lukua eri teoksiin johtaville kustantajille kuten Springer Verlag, J.R.Wiley & Sons, Taylor&Francis CRC Press, Elsevier, Nova Scientific Publishers, Walter de Gruyter ym. liittyen bioteknologian ja mikrobiologian alan tutkimuksiin ja teknologisiin innovaatioihin. Hän on lisäksi luennoinut kymmenissä kansainvälisissä tiedekonferensseissa erityisesti Pohjois-Amerikassa ja Euroopassa, mutta myös esimerkiksi Uudessa-Seelannissa ja Argentiinassa. Hän on toiminut International Society of Environmental Indicators -järjestön varapresidenttinä vuodesta 2015.Kesällä 2017 hän oli puheenjohtajana Helsingissä järjestetyssä 22. ICEI -konferenssissa (International Conference on Environmental Indicators).Vuonna 2021 hänet kutsuttiin elinikäiseksi jäseneksi (Fellow Member) japanilaiseen International Society for Development and Sustainability (ISDS) -seuraan.

Hakalehto valmistui Kuopion yliopistosta filosofian tohtoriksi vuonna 2000. Hänen englanninkielinen väitöskirjansa oli otsikoitu Surface components of Pectinatus cerevisiiphilus and P. frisingiensis. Use of synthetic peptides as aid in detection and characterization. Vuonna 2008 Hakalehto nimitettiin Itä-Suomen yliopistossa bioteknisen mikrobianalytiikan dosentiksi ja vuonna 2016 Helsingin yliopistossa mikrobiologisen agroekologian dosentiksi.  Hän on 1980-luvulta lähtien luennoinut koti- ja ulkomaisissa yliopistoissa ja oppilaitoksissa, sekä pitänyt noin 50 tieteellistä luentoa ja keynote-luentoa eri puolilla maapalloa.

Julkisuudessa Hakalehto on tuonut esille ajatuksiaan mikrobien nykyistä tehokkaammasta hyödyntämisestä kiertotaloudessa ja terveydenhuollossa. Hakalehdon tutkimustyön pohjalta on kehitetty teknologioita muun muassa maatalouden sekä elintarvike- ja selluteollisuuden jätteiden jalostamiseksi mikrobiviljelmien avulla kemikaaleiksi, energiakaasuiksi ja orgaanisiksi lannoitteiksi. Esimerkiksi Tampereen Näsijärven pohjassa makaavasta, selluteollisuuden jätteenä syntyneestä nollakuidusta olisi Hakalehdon johtaman, maa- ja metsätalousministeriön vuosina 2018–2019 rahoittaman selvitystyön ja pilotointien mukaan mahdollista tuottaa kulujen vähentämisen jälkeen noin sadan miljoonan euron arvosta raaka-aineita, energiakaasuja sekä orgaanisia lannoitteita kemianteollisuuden tarpeisiin mikrobiologisen biojalostuksen keinoilla.

Elias Hakalehto on tutkimuksillaan ja ajatuksillaan nostanut esille mikrobien aineenvaihdunnan valtavan potentiaalin, joka on mahdollistanut sekä niiden nopean rikastamisen eri näytteistä diagnostiikan tarpeisiin että mikrobiyhteisöjen käytön kestävässä teollisessa tuotannossa. Näiden testattujen menetelmien avulla voidaan valmistaa monia merkittäviä teollisuuden kemikaaleja kuten 2,3-butaanidiolia (butyleeniglykolia), jonka valmistuksessa perunateollisuuden sivuvirroista Hakalehdon tutkimusryhmä on saavuttanut maailmanennätystason jo vuonna 2008 (julkaistu 2013). Butaanidioli on merkittävä kuitujen, synteettisen kumin, kosmetiikan ja muiden vastaavien tuotteiden raaka-aine. Muita esimerkkejä Finnoflagin teknologialla mikrobien sekapopulaatioiden (UMC= Undefined Mixed Cultures) ja tuotantokantojen yhdistelmillä valmistetuista biokemiallisista tuotteista ovat olleet mm. eri aroma-aineiden lähtöaineena käytettävä valeriaanahappo (julkaistu 2016–2017), mannitoli (vähäkalorinen makeutusaine) (prosessi patentoitu ensi kerran 2013) sekä laktaatin (maitohappo) tuottamiseen kehitetty mikrobiprosessi. Monissa elintarviketeollisuuden tuotteissa voidaan käyttää bakteerien tai muiden mikrobien tuottamia hyödyllisiä ja luonnonmukaisia aromi-, rakenne-, väri- ja säilöntä-aineita. Hakalehto on myös pitänyt esillä ja dokumentoituinut mahdollisuuksia valmistaa suuria määriä biovetyä mikrobien avulla.

Terveydenhuollon saralla Hakalehto on julkaissut runsaasti tutkimustietoa suolistoflooran ja mikrobiomin merkityksestä ihmisen hyvinvointiin. Muun muassa sairaalakäytössä oleva PMEU (Portable Microbe Enrichment Unit) -mikrobien rikastusviljelylaite on Hakalehdon ensimmäisen kerran vuonna 1998 patentoima. Henkilökohtaisen terveydenhuollon alalla (Personalized medicine) hän on tutkinut eri sairauksien ja suolistoflooran välisiä yhteyksiä. Tähän liittyy myös hänen mikrobiomin tutkimukseen esittelemänsä käsite BIB (Bacteriological Intestinal Balance). Vastaavasti hän on lanseerannut käsitteen panbiootti käyttöön syksyllä 2021 kuvaamaan väestössä leviäviä hyödyllisiä mikrobikantoja, joilla on ihmisten terveyttä mikrobiomin osina ylläpitäviä vaikutuksia. Vuonna 2020 koronaviruspandemian aikaan hän on nostanut Suomessa julkisuuteen ensimmäistä kertaa kollegojensa kanssa vuonna 1996 esittelemänsä mahdollisuuden tuottaa kananmunissa vuorokauden mittaisen suojan antavaa IgY-vasta-ainetta virusten leviämisen pysäyttämiseksi. Hakalehdon mukaan menetelmällä voitaisiin turvallisesti, kustannustehokkaasti ja nopeasti ehkäistä taudin leviämistä ennen koronavirusrokotteen mahdollista valmistumista sekä myöhemmin rinnakkain rokotteen kanssa. Tämä teknologia mahdollistaa nopean reagoimisen uusiin variantteihin sekä pandemioihin. Sitä voidaan käyttää myös antibioottiresistenttien bakteerien torjumisessa.

1.     Hakalehto, E., Haikara, A., Lounatmaa, K. & Enari, T.-M. (1984) Hydrochloric acid extractable protein patterns of Pectinatus cerevisiophilus strain. Food Microbiol, 1: 209–216.

2.     Hakalehto, E, Santa H, Vepsäläinen J, Laatikainen R, Finne J. (1997). Identification of a common structural motif in the disordered N-terminal region of bacterial flagellins. Evidence for a new class of fibril-forming peptides. Eur J Biochem, 250: 19–29.

3.     Hakalehto, E., Humppi, T., & Paakkanen, H. (2008). Dualistic acidic and neutral glucose fermentation balance in small intestine: Simulation in vitro. Pathophysiology, 15: 211–220.

4.     Pitkänen, T., Bräcker, J., Miettinen, I., Heitto, A., Pesola, J, & Hakalehto, E. (2009). Enhanced enrichment and detection of thermotolerant Campylobacter species from water using the Portable Microbe Enrichment Unit (PMEU) and realtime PCR. Can J Microbiol. 55: 849–858.

5.     Hakalehto, E., Hell, M., Bernhofer, C., Heitto, A., Pesola, J., Humppi, T., & Paakkanen, H. (2010). Growth and gaseous emissions of pure and mixed small intestinal bacterial cultures: Effects of bile and vancomycin. Pathophysiology, 17: 45–53.

6.     Pesola, J., & Hakalehto, E. (2011). Enterobacterial microflora in infancy - a case study with enhanced enrichment. Indian J Pediatr, 78: 562–568.

7.     Hakalehto, E., & Hänninen, O. (2012). Gaseous CO2 signal initiate growth of butyric acid  producing Clostridium butyricum both in pure culture and in mixed cultures with Lactobacillus brevis. Can J Microbiol, 58: 928–931.

8.     Hakalehto, E. (2012). Editor. Alimentary microbiome - a PMEU approach. Nova Science Publishers, Inc., New York, NY, USA. 261 p.

9.     Hakalehto, E. (2013). Enhanced mycobacterial diagnostics in liquid medium by microaerobic bubble flow in Portable Microbe Enrichment Unit. Pathophysiology, 20: 177–180.

10.  Dahlquist, E., Hakalehto, E., & Silveira, S. (2013). Concluding remarks and perspectives on the future of energy systems using biomass. In: Dalhquist, E. (Ed.): Biomass as Energy Source: Resources, Systems and Applications. CRC Press, Taylor & Francis Group, London, UK.

11.    Hakalehto, E. (2015). Bacteriological indications of human activities in the ecosystems. In: Armon, R. & Hänninen, O. (Eds.) Environmental Indicators. Springer Nature, Dordrecht, Netherlands.

12.    Hakalehto, E. (2015). Enhanced microbial process in the sustainable fuel production. In: Jinyue, Y (Ed.). Handbook of Clean Energy Systems (Vol. 1/6). Wiley JR & Sons Inc., Chichester, West Sussex, UK.

13.   Hakalehto, E. (2015-2018). Editor. Microbiological Hygiene Series:

a.                       Microbiological Clinical Hygiene, 2015. 407 p.

b.                       Microbiological Food Hygiene, 2015. 340 p.

c.                       Microbiological Industrial Hygiene, 2016. 394 p.

d.                    Microbiological Environmental Hygiene, 2018. 598 p.

Nova Science Publishers, Inc., New York, NY, USA.

14.     Den Boer, E., Lucaszewska, A., Kluczkiewicz, D., Lewandowska, D., King, K., Reijonen, T., Suhonen, A., Jääskeläinen, A., Heitto, A., Laatikainen, R., Hakalehto, E. (2016). Volatile fatty acids as an added value from biowaste. Waste Management, 58: 62–69.

15.     Samgina, T.Y., Tolpina, M.I., Hakalehto, E., Artemenko, K.A., Bergquist, J., Lebedev, A.T. (2016). Proteolytic degradation and deactivation of amphibian skin peptides obtained by electrical stimulation of their dorsal glands. Anal. Bioanal. Chem., 408: 3761–3768.

16.     Schwede, S., Thorin, E., Lindmark, J., Klintenberg, P., Jääskeläinen, A., Suhonen, A., Laatikainen, R., Hakalehto, E. (2017). Using slaughterhouse waste in a biochemical based biorefinery - results from pilot scale tests. Environmental Technology, 38: 1275–1284.

17.     Hakalehto, E., Jääskeläinen, A. (2017). Reuse and circulation of organic resources and mixed residues. In: Dahlquist, E. and Hellstrand, S. (Eds.) Natural Resources Available  Today and in the Future: How to Perform Change Management for Achieving a Sustainable World. Springer Nature, Cham, Switzerland.

18.     Beckinghausen, A., Dahlquist, E., Schwede, S., Lindroos, N., Retkin, R., Laatikainen, R., Hakalehto, E. (2019). Downstream processing of biorefined lactate from lake bottom  zero fiber deposit – A techno-economic study on energy-efficient production of green chemicals. 11th International Conference of Applied Energy, Västerås, Sweden.

19.      Hakalehto, E. (2020). Current megatrends in food production related to microbes. Journal of Food Chemistry and Nanotechnology 6(1): 78–87.

20.      Hakalehto, E. (2021). Chicken IgY antibodies provide mucosal barrier against SARS-CoV-2 virus and other pathogens.                                   Israeli Medical Association Journal (IMAJ) 23(4): 208–211.

21.    Hakalehto, E. (2021). Editor. Microbiology of Food Hygiene - Challenges in the Food Production During and After the                                 Pandemics. De Gruyter, Berlin, Germany. 187 p.