Laser and cancer

Laser löytää piilevän syövän

Syöpäepäilyn tutkimista varten ei tarvitse enää ottaa koepalaa. Uusi lasertähystin analysoi solut jo elimistössä ja tunnistaa niiden muutokset ennen kuin ne johtavat sairastumiseen. Lääkärien uutta työkalua on jo käytetty mahasyövän diagnosointiin – lupaavin tuloksin.

maanantai 20. joulukuuta 2010

Syöpä saa useimmiten alkunsa tulehduksen, myrkytyksen, säteilyn tai muun stressitekijän aiheuttamista muutoksista terveessä kudoksessa. Kuormitus järkyttää soluja niin, että niiden toiminta ja kehitys häiriintyvät.

Tähän asti syövän varhaiset esiasteet on voitu havaita vain ottamalla kudoksesta näyte tutkittavaksi laboratoriossa. Uudella lasertekniikan sovelluksella kudosten mahdolliset solumuutokset voidaan havaita jo hyvissä ajoin ennen varsinaisen sairauden puhkeamista.

Uusi ase syövän vastaisessa taistelussa on Raman-tähystin. Se on taipuisaan tähystimeen yhdistetty spektroskooppi, jolla selvitetään tutkimuskohteen ominaisuuksia siitä tulevan säteilyn spektrin avulla. Vaikka tekniikka on sinänsä jo melko vanhaa, vasta viime vuonna Singaporen kansallisen yliopiston biotekniikan professori Zhiwei Huang onnistui suunnittelemaan laitteen, jossa sitä sovelletaan mahasyövän varhaisten esiasteiden etsimiseen ja tunnistamiseen.

Joka solu voidaan tutkia erikseen

Huangin kehittämän spektroskooppitähystimen toiminta perustuu niin sanottuun Ramanin sirontaan. Sitä esiintyy, kun kohteen värähtelytila muuttuu siihen osuvan lasersäteen vaikutuksesta. Kun kudokseen osuu tietyntaajuuksinen lasersäde, pieni osa sen sisältämästä energiasta siirtyy solujen proteiineihin, rasvoihin ja muihin aineisiin. Solu kuitenkin vapauttaa nopeasti energian.

Silloin syntyy uuteen suuntaan etenevää valoa, jonka aallonpituus eli väri on muuttunut. Tätä ilmiötä kutsutaan epäelastiseksi sironnaksi. Soluista sironneen valon väri vaihtelee sen mukaan, millaiseen molekyyliin lasersäde on osunut.

Tähystimessä kulkee 32 valokuitua, jotka rekisteröivät soluista tulevan valon aallonpituuden ja laitteeseen kuuluva tietokone määrittää sen mukaan solujen tilan. Jos jotkin solut ovat alkaneet toimia poikkeavalla tavalla ja ovat mahdollisesti muuttumassa syövän esiasteiksi, niistä siroavan valon aallonpituus on erilainen kuin terveiden solujen.

– Raman-tähystin analysoi kudosta kerralla vain neliömillimetrin alalta, mutta sillä on silti noin miljoona solua. Periaatteessa voisimme tutkia erikseen joka solun proteiineja ja rasvoja, mutta analyysi on helpompi tehdä kudosnäytteestä laboratoriossa, sanoo Huang.

Tähystimen sopivuutta käytännön diagnosointiin testataan parhaillaan singaporelaisissa sairaaloissa.

Diagnoosi selviää jo tähystyksessä

Huangin tutkimusryhmä julkaisi viime vuonna kaksi tutkimusta, joissa verrattiin kolmea erilaista mahasyövän esiasteiden tutkimusmenetelmää.

Ensimmäinen tutkimustapa perustuu mahalaukusta otettavaan kudosnäytteeseen, josta etsitään solumuutoksia mikroskoopin avulla. Toisessa menetelmässä otetaan niin ikään näyte epäilyttävästä kudoksesta, mutta sitä tutkitaan laboratoriossa Raman-spektroskoopilla. Sillä etsitään säteilyn sironnasta solumuutoksiin viittaavia aallonpituuksia. Kolmannessa vaihtoehdossa tutkimus tehdään sen sijaan mahalaukkuun vietävällä spektroskooppitähystimellä ottamatta kudoksesta koepalaa.

Vertailun tarkoituksena oli selvittää, saadaanko tähystintutkimuksella selville solumuutokset yhtä luotettavasti kuin perinteisellä kudosnäyteanalyysillä. Tähystintutkimuksen ansiosta vältyttäisiin usein epämiellyttävältä näytteenotolta.

Tutkimustulokset osoittivat, että kaikki kolme menetelmää tuottivat lähes yhtä luotettavaa tietoa. Raman-spektroskooppi ei erehtynyt kertaakaan, kun piti tunnistaa esimerkiksi helikobakteerin tulehduttama kudos. Helikobakteeri-infektio on hyvin yleinen, ja sitä pidetään maha- ja pohjukaissuolihaavan ja myös mahasyövän riskitekijänä.

Solumuutokset voidaan estää

Laboratoriospektroskooppi tunnisti myös 80 prosenttia kudosnäytteistä, joissa oli tapahtunut ensimmäinen sairaalloinen muutos. Tämä niin sanottu metaplasia eli solukon muuntuminen toisenlaiseksi voi olla merkki syöpään johtavasta kehityksestä. Jos jo tässä vaiheessa puututaan muutoksen aiheuttavaan tekijään, esimerkiksi helikobakteerista johtuvaan tulehdukseen, voidaan estää vaarallisemmat solumuutokset.

Potilaan kannalta miellyttävin tutkimusmenetelmä antoi luotettavaa tietoa myös aivan ensimmäisistä mahasyövän merkeistä. Tähystin tunnisti yli 94 prosenttia solumuutoksista, jotka osoittivat kasvaimen alkaneen jo kehittyä, vaikka analyysi tehtiin ottamatta mahalaukusta ainoatakaan koepalaa.

– Raman-tähystimen kyky tunnistaa solujen molekyylit tekee siitä tehokkaan diagnosointityökalun, jolla voidaan löytää varhaisimmat syövän esiasteet suoraan potilaan elimistöstä rutiinitarkastuksessa, Huang selittää.

Huangin mukaan työkalusta on iloa muillekin kuin mahasyöpäpotilaille:

– Menetelmä sopii myös muiden sisäelinten, kuten keuhkojen ja virtsarakon, tutkimiseen, jos vain käytetään taipuisaa tähystintä, joka voidaan viedä hengitysteihin tai virtsaputkeen.

Teema

Lue tästä

Ehkä sinua kiinnostaa...

TILAA TIETEEN KUVALEHDEN UUTISKIRJE

Voit ladata ilmaisen erikoisnumeron, Uskomattomat aivot, heti, kun olet tilannut uutiskirjeen.

Etkö löytänyt, mitä etsit? Tee haku tästä: