Nanohiukkanen vie lääkeaineen kohdesoluihin – radioleimatun hiukkasen kulkua voidaan seurata

marras 27, 2018 | Haastattelut, Podcastit, uutiset

Helsingin yliopiston ja Turun yliopiston yhteistyönä pienestä nanohiukkasesta on räätälöity lääkeaineen kuljetin, jonka liikkumista elimistössä voidaan seurata PET-kameralla. Menetelmä kelpaa kliiniseen käyttöön, vaikkapa syöpälääkkeen tehon arviointiin. 
Apulaisprofessori Anu Airaksinen hiukkaskiihdyttimen äärellä. Kiihdytimellä valmistetaan radionuklideja.
Huokoisen piinanohiukkasen on innovoinut professori Jarno Salosen tutkimusryhmä Turun yliopistossa. Apulaisprofessori Helder Santos Helsingin yliopiston farmasian tiedekunnassa on tutkinut, kuinka nanohiukkaseen saadaan pakattua mahdollisimman suuri lääkeainemäärä. Santosin ryhmässä hiukkasen pintarakennetta on myös jalostettu niin, että se hakeutuu haluttuun paikkaan elimistössä kuten syöpäkudokseen. Apulaisprofessori Anu Airaksisen radiokemian tutkimusryhmä Helsingin yliopistossa on syventynyt radioleimaukseen, jota tarvitaan hiukkasen kulunseurantaan. Kyse on teranostiikan tutkimusalasta, jossa diagnostiikka ja terapia on kytketty samaan kemialliseen rakenteeseen. Kun kyseiset tehtävät on pakattu nanohiukkaseen kuten tässä, puhutaan nanoteranostiikasta.

Apulaisprofessori Anu Airaksinen johdattelee teranostiikan tutkimusalueeseen.

Piinanohiukkasesta jalostuu kemistin konstein lääkeaineen nanokuljetin

Huokoinen piinanohiukkanen ei kelpaa kuljettimeksi sellaisenaan vaan siitä jalostetaan kuljetin kemiallisin konstein. Hiukkasen huokosrakennetta muokataan niin, että lääkeaine pysyy huokosissa kuljetuksen ajan. Hiukkasen pinnalle kerrostetaan molekyylejä, jotka huolehtivat siitä ettei elimistö tunnista ja hyljeksi pikkukuljetinta. Pintaa kuorrutetaan myös kemiallisin tunnistimin, jotka takaavat hiukkasen matkaavan kohdekudokseen eikä muualle elimistöön. Biokemialliset tunnistimet valitaan sovelluksesta riippuen, kohdekudoksen mukaan. Näiden käsittelyjen jälkeen hiukkanen on valmis töihin.  

Anu Airaksinen kertoo piihiukkasen räätälöinnistä.

Radioleiman ansiosta hiukkasen liikkumista voidaan seurata

Tutkijat haluavat olla varmoja siitä, että nanokuljetin hakeutuu elimistössä kohdekudokseen. Niinpä apulaisprofessori Anu Airaksisen tutkimusryhmä on innovoinut kulunseurantaan erilaisia radioleimausmenetelmiä, joiden ansiosta kuljettimen etenemistä elimistössä voidaan seurata esimerkiksi positroniemissiotomografian eli PET-kameran avulla.  

Anu Airaksinen kertoo radioleimausmenetelmistä ja kuvantamisesta. Tutkijat näkevät, tunkeutuuko nanolääke syöpäkudoksen sisäosiin.

Vuonna 2008 alkanut yhteistyö on edistynyt hyvin. Anu Airaksinen pitää lupaavimpana ja hienostuneimpana pienimolekyylisen radioleimatun jäljittimen käyttöä. Kun jäljitin annostellaan elimistöön, se etsii nopeasti nanokuljettimen ja reagoi sen kanssa kemiallisesti. Kuljetin saa reaktiossa radioleiman ja sen paikka nähdään PET-kameran kuvasta. Menetelmällä on hyvät edellytykset kliiniseen käyttöön, koska sairaaloissa on valmiina tarvittava infrastruktuuri.

Anu Airaksinen kertoo lupaavasta menetelmästä, jossa lääkkeellä ladattu nanokuljetin jäljitetään pienmolekyylisen radioleimatun yhdisteen avulla.

Reaktori radiokemistin tarpeisiin, kun kemiallisiin reaktioihin käytetään radionuklideja. Reaktori on suojakaapissa ja reagoivat aineet lisätään reaktioastiaan ulkopuolelta ohjaten.

Radiokemian yksikössä on oma hiukkaskiihdytin

Tutkimuksen vaatimia lyhytikäisiä radionuklideja valmistetaan hiukkaskiihdyttimessä Helsingin yliopiston radiokemian yksikössä. Anu Airaksinen laittaa valkoisen laboratoriotakin päälle ja suuntaa kiihdyttimen äärelle esittelemään nuklidien valmistusta.

Anu Airaksinen kertoo radionuklidien valmistuksesta kiihdyttimen äärellä. Kiihdyttimessä tuotetaan fluori-18 –radionuklidia, jonka puoliintumisaika on 2 tuntia ja C-11 –nuklidia, jonka puoliintumisaika on 20 minuuttia.

Jutun toimitus ja valokuvat: Sisko Loikkanen