KBFI teadlased otsivad võimalust kasutada raua nanoosakesi inimkeha sisemusest täpsemate MRT piltide tegemiseks

Dr Liis Seinberg, KBFI teadur röntgen diffraktomeetriga, mille abil saab analüüsida materjalide kristallstruktuure ning nende koostist. (Foto: Siim Lõvi /ERR)
Marju Himma
6.07.2016 9:19
Rubriik: Tervis

Nanoosakesi on inimkeha sisemusest kujutiste saamiseks kasutatud juba enam kui 20 aastat, kuid kasutusel olevad kontrastained sisaldavad kehale mitteomaseid nanoosakesi ega ole piisavalt kontrastsed. Seetõttu ongi Keemilise ja bioloogilise füüsika instituudi (KBFI) teadlased välja töötamas raual põhinevat kontrastainet, mis on täpsem ja kehale omasem.

Horisondi maikuu numbris oli artikkel, milles räägiti cfDNA (cell-free DNA) ehk rakuvaba DNA võimalikust kasutamisest vähidiagnostikas. cfDNA võimaldab tuvastada, kas inimese kehas on kuskil vähirakke ehk tegu on hea lihtsa biomarkeriga, mis ütleb, et kehas on kasvaja.

Paraku ei ole cfDNA selektiivne ega ütle, milline see kasvaja on või kus ta kehas täpselt asub. Artikli autorilt uurides ütles ta, et konkreetse kasvaja asukoha tuvastamiseks oleks hea kasutada magnetresonantstomograafia ehk MRT abi.

KBFI teadurid Liis Seinberg ja Jasper Adamson tegelevad nanoosakeste baasil niisuguse kontrastaine väljatöötamisega, mis aitab parandada MRT tundlikkust kontrastaine suhtes ja võimaldab nii tuvastada erinevaid haigusi, sealhulgas ka kasvajaid.

Kuidas kontrastained inimese kehasse saavad?
Kontrastaineid manustatakse verre süstides või neid sisse juues.
Kontrastained valguvad mööda keha laiali.

Praegu on kõige levinumalt kasutusel gadoliiniumi baasil kontrastained. Gadoliinium, mille sümbol on Gd, on haruldane muldmetall. Kahjuks on ta aga inimesele mürgine. Seetõttu „pakitakse“ gadoliiniumi ioon kaitsva makromolekuli sisse, mis tagab selle, et ioon ei satu otsesesse kontakti ogranismiga ning neerud väljutavad kontrastaine makromolekuli.

Gadoliiniumi baasil MRT kontrastaineid peetakse väga ohututeks. See tähendab, et allergilise või muu patsiendile ohtliku reaktsiooni tekke tõenäosus on väga väike. Siiski ei soovitata kasutada gadoliiniumi baasil kontrastaineid tõsise neerupuudlikkusega ja ka mõningate teiste patoloogiatega patsientidel. Praegu kasutatavad gadoliiniumi sisaldavad kontrastained on terviserisk näiteks neeru- või maksapuudulikkusega patsientidele, rasedatele või imetavatele emadele.

Seinbergi ja Adamsoni eesmärk on välja töötada raual põhinev kontrastaine. Erinevalt gadoliiniumist on raud ohutum, kuna on meie organismile elemendina omasem.

Tugevamalt magnetiline raud

Raudoksiidi nanoosakesi kasutatakse juba praegu kontrastainete arendamisel ja mõnedes MRT analüüsides on see häid tulemusi andnud. Seinberg ja Adamson aga püüdlevad rauapõhiste kontrastainete poole, millel on veel paremad magnetilised omadused.

„Meie idee on kasutada puhta raua nanoosakesi, millel erinevalt rauadoksiidist on paremad omadused ja tugevam magneetuvus,“ selgitab Seinberg. Seega on võimalik MRT analüüsi teha täpsemaks. Nii saab MRT pildi abil täpsemini kuvada muutusi organismis ning sellest on suur abi vähi varase staadiumi uuringutes, mis teeks haiguse kiiremini ja kergemini ravitavaks.

Täpse suuruse ja sobivusega osakese väljatöötamine on aga aja- ja töömahukas. Osakeste süntees ja selle optimeerimine on võtnud aasta jagu tööd, märgib Adamson. Sellele järgnenud magneetuvuse ja struktuuri mõõtmised on omakorda aega nõudnud.

Rauapõhiste nanoosakeste kitsaskoht on aga see, et need kipuvad inimkehas väga kiiresti oksüdeeruma. Seetõttu oli oluline katta need nanoosakesed polümeerkihiga, mis hoiaks nad stabiilsena. KBFI teine uurimisrühm, mille juht on uurija-professor Anne Kahru, dr Olesja Bodarenko tegi neile osakestele ka toksilisuskatsed, mis näitasid, et nanoosakesed ei ole inimkehale mürgised.

TÜ kliinikumi MRT masin tuli appi

Hiljuti jõudsid Seinberg ja Adamson selleni, et kasutades Tartu ülikooli kliinikumi kliinilist MRT masinat, tegid nad rauapõhise kontrastaine lahustest pilte. Piltide analüüsimisel on võimalik tuletada kontrastaine relaksatsiooni parameetrid, mis näitavad kui tundlik on MRT seade antud kontrastaine suhtes ja kui palju kontrastaine kudedes prootonite relaksatsiooni mõjutab. Prootonite relaksatsioonikiiruse erisus võimaldabki MRT kujutised formeerida.

Kui inimkehasse panna midagi, millel on suurem küllastusmagneetumus, näiteks rauaosakesed, siis see mõjutab ka organismis olevaid prootoneid.

Praegu on Seinberg ja Adamson teinud oma katseid vaid tehislikul koesarnasel materjalil, mitte päris organitel ega loomadel. Nende katsed näitavad, et oma suure magneetuvuse tõttu võimaldab raud organitest pilte teha täpsemini ja kiiremini. Viimane tähendab, et saab uurida suuremat hulka inimesi.

Teadlaste ees seisab aga veel hulk uurimistööd. Näiteks on oluline, et nanoosakesed ei koguneks maksa, mis kipub endasse võtma kehavõõraid aineid ja osakesi. Dr. Seinbergi sõnul on osa teadusuuringud näidanud, et uuritavas suuruses osakesed peaksid kehast väljuma nädala jooksul, kuid samamoodi on ka kriitilisemaid uuringuid, mis väidavad, et väljumine siiski nii kiire ei ole.

KBFI nanoosakeste uurimisrühmad
Jasper Adamson kaitses oma doktorikraadi Oxfordi ülikoolis, Liis Seinberg aga Kyoto ülikoolis, ning tema praegune teadustöö jätkab seal alustatut. 2016. aasta mais pälvis Liis Seinberg esimese Euroopa naisteadlasena Jaapani Pulber ja Pulbermetallurgia Assotsiatsiooni teaduspreemia uuendusliku teadustöö eest. Sven Telliskivi, kes on lõpetanud Londoni ülikooli kolledži ja kes töötab biomeditsiinitehnika insenerina, nõustab teadureid MRT analüüsides. Mait Nigul, kes töötab meditsiinifüüsikuna Tartu ülikooli kliinikumis, aitas MRT katse läbi viialaborist, kelle uuringud nanoosakeste bioloogiliste mõjude kohta on Liis Seinbergi uuringutega tihedalt seotud.KBFI teadurid on jätkuvalt avatud uutele projektidele ja koostööpartneritele nii avalikus kui ka erasektoris.

 Dr Jasper Adamson, KBFI teadur koos 800 MHz tuumamagnetresonantsi spektromeetriga analüüsides ainete keemilist struktuuri. Foto: Siim Lõvi/ERR


Nime väli peab olema täidetud
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 1024 tähemärki
{{error}}

Teade toimetusele edastatud

Sellelt Ip-aadressilt on ligipääs piiratud

Kommentaare veel ei ole. Ole esimene!

Vasta kommentaarile

+{{childComment.ReplyToName}}:
Vasta kommentaarile
Vasta

Laadi juurde ({{take2}})
Kommenteerimine on lubatud registreeritud kasutajatele!Olete sisseloginud kui {{userAlias}}
Nime väli peab olema täidetud
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 1024 tähemärki
{{error}}
Autendi ja kommenteeri ID-kaardiga.
Lisa uus kommentaar
  • foto
    Mobiilne mikroskoop muudab telefoni vähisensoriks
    18.01

    Täpse vähidiagnoosi panemine ja ravimresistentse tuberkuloosi korral antibiootikumravi määramine nõuab tavaliselt tuhandeid eurosid maksvaid analüüsiseadmeid. Sama töö võiks aga ära teha nutitelefoni külge kinnitatav mikroskoop, näitab rootsi teadlaste uuring.

  • foto
    Sebrakala aju uurimine pakub võimaliku rahutute jalgade sündroomi põhjuse
    17.01

    Inimese liigutustegevused ehk motoorika võib olla tahtmatu ja väljenduda näiteks rahutute jalgade sündroomis. Freiburgi ülikooli teadlaste juhtimisel on aga leitud üks võimalik põhjus, mis seda tahtmatut liigutamist esile kutsub.

  • foto
    Allergoloog: pähkleid tuleb anda juba imikutele
    16.01

    Vanemad peaksid ohtliku pähkliallergia vältimiseks andma lastele väikeses koguses jahvatatud pähkleid juba 4 – 6 kuu vanuselt, soovitab Ameerika Ühendriikide riiklik allergia ja nakkushaiguste instituut oma uutes toitumisjuhistes. ERR Novaator uuris Tartu ülikooli lastekliiniku lastearst-allergoloog Kaja Julgelt, mida peaksid kõrva taha panema Eesti lapsevanemad.

  • foto
    Tšillides surma vastu: teravad toidud parandavad tervist
    16.01

    Terava toidu söömine võib pikendada meie eluiga. Äsja ilmunud suures edasivaatavas uuringus leiti seos tšillipipra söömise ja suremuse vähenemise vahel. Teravamaitseliste toitude eelistajate seas oli 13 protsenti väiksem suremus peamiselt südamehaiguste või rabanduse tagajärjel.

  • foto
    Epidemioloogiaprofessor: Zika viirusest lähtuv oht pole kadunud
    15.01

    Aasta pärast Ladina-Ameerikas lahvatanud Zika epideemiat on teadlased kindlamad kui kunagi varem, et viiruse ja inimloodetel nähtavate arenguhäirete vahele saab tõmmata põhjusliku seose. ERR Novaator vestles hiljuti avaldatud tõendeid kokkuvõtva ülevaate valguses Zika uuringute tuleviku teemadel töö juhtivautori, Berni ülikooli epidemioloogiaprofessori Nicola Low'ga.

  • foto
    Mesenteeria ehk kuidas meedia uue organi leidis
    11.01

    Soolekese, mesenteer ja soolekinnisti – veel nädal tagasi ei teadnud ma, mida ükski neist mõistetest tähendab. Õnneks ilmusid nende kõrval meediasse abivalmilt konteksti loomiseks märksa tuttavamad sõnad nagu ''organ'', ''uus'', ''avastasid'' ja ''teadlased''. Nädal hiljem ja pärast tosina e-kirja vahetamist ei saa ma aga endiselt kindel olla, kas minu sisemuses tuksleb uus elund või mitte.

  • foto
    Ravim aitab hambaaugul ise paraneda
    10.01

    Küll oleks hea, kui kõik hambaaugud ise ära paraneksid, nii et hambaarst ei peaks neid parandama kehavõõrast materjalist täidisega. Nüüd ongi briti teadlased avastanud, mida teha, et nii oleks, vähemalt mõnel määral.

  • foto
    Grippi haigestumine kasvab, haripunkt on alles ees
    06.01

    Grippi haigestunuid on praegu palju, kuid haripunktist on veel vara rääkida, sest järgmisel nädalal algab kool ja see tõstab ka haigestujate arvu, ütles terviseameti avalike suhete juht Iiris Saluri.

  • foto
    Vahemeremaade road hoiavad aju suurema
    06.01

    Vanematel inimestel läheb aju väiksemaks. Kuid nüüd tuleb välja, et neil vanematel inimestel, kes järgivad Vahemere-äärsetes maades levinud toitumistavasid, väheneb ajumaht aeglasemalt.

  • foto
    Vanemate ülekaal pidurdab laste varajast arengut
    05.01

    Tugev ülekaalulisus ja rasvumus ei kasvata ainult inimeste riski haigestuda näiteks südame ja veresoonkonna haigustesse ning II tüüpi diabeeti, vaid võib pidurdada nende imiku- ja maimikueas olevate laste vaimset arengut. Oma mõju on ka isade ülekaalul.

  • foto
    Gripp on sel talvel nõudnud Eestis neli inimelu
    05.01

    Eesti kolme suurema haigla andmetel on gripi tõttu tänavu talvehooajal surnud neli inimest, kes kõik kuulusid riskirühma, olid vanuses üle 70 ja vaktsineerimata.

  • foto
    Hoiatus: poes müüdav õnnetina sisaldab tervisele ohtlikku pliid
    31.12

    Tartu ülikooli arheoloog Ragnar Saage ostis 2010. aastal poest hobuserauakujulised “õnnetina” kangid ning on nendega mitu aastat järjest õnne valanud. Kahe aasta eest osteti TÜ arheoloogia laborisse spektromeeter, mille kalibreerimisel sai “õnnetina” keemilist koostist analüüsitud ning selgus, et tegu on hoopis pliiga, mis on tervisele ohtlik.

  • foto
    Uudne geenimuutmistehnika paljastas HI-viiruse nõrgad küljed
    27.12

    Kuigi HIV pole enam surmatõbi, tõstavad viiruse muteerumiskiiruse tõttu ikka ja jälle pead ravile allumatud viirusetüved. Rühm teadlasi on leidnud nüüd uudset geenimuutmistehnikat kasutades viis inimese geeni, mille rivist väljalöömine paneb viiruse levikule piirid, kuid ei kahjusta seejuures inimeste rakke. Leid annab vihjeid geeniteraapiate ja püsivama mõjuga ravimite loomiseks.

  • foto
    Sünnikodu metsaääres ennustab paremat vastupanu allergiatele
    2016

    Kolige maale, võtke koer ja jooge kodus kasvatatud lehma piima. Kuigi allergiate vältimiseks võivad sellised soovitused tunduda kummalised, võib säärane elukeskkond väga varajases nooruses aidata tõesti allergiaid ja autoimmuunhaiguseid vältida.

  • foto
    Suur diabeediuuring näitab, et laste suhkruhaiguse avaldumist on võimalik edasi lükata
    2016

    Lapsed, kes puutuvad varases elus kokku erinevate mikroobidega, on teatud haiguste suhtes rohkem kaitstud. Nii ütleb hügieenihüpotees. Puhtus on nuhtlus ka laste esimest tüüpi diabeedi puhul, kinnitab pea kümme aastat kestnud Eesti, Soome ja Venemaa Karjala vastsündinute ja väikelaste uuring.

  • foto
    Teaduspalavik, 3/3: Tants ümber DNA
    2016

    Heidame DNA abil pilgu tulevikku. Kas DNA võimaldab aastasadade pärast paljastada, kus tegime pikemal teekonnal olles metsapeatuse või mida sõime pargipiknikul või kas geenidoping saab lahutamatuks osaks spordist? Saatejuht ja autor Marju Himma-Kadakas, režissöör Mati Kark.

  • foto
    Haigekassa ja Tartu ülikooli raport: ravikvaliteet on hea, kuid arenguruumi jagub
    2016

    Haigekassa ja Tartu ülikooli koostöös valmis ravikvaliteedi raport, milles võeti luubi alla mitmed rahvusvaheliselt võrreldavad indikaatorid, mis lubaksid teha järeldusi Eesti ravitaseme kohta. Kokkuvõtlikult tõdeti, et üldiselt on Eestis ravikvaliteet hea, kuigi mõnes valdkonnas arenguruumi jagub. Eesmärgiks seatakse, et kvaliteet oleks suurte keskhaiglate ja maakondlike raviasutuste vahel ühtlasem.

  • foto
    Viirustel on kasulikum naisi hellemalt kohelda
    2016

    Naised on väärtuslikud. Seda mitte ainult inimeste jaoks. Uus analüüs viitab, et osa haigustekitajatest on kohastunud laiema leviku huvides tekitama naistel leebemaid sümptomeid, parandades sellega oma väljavaateid nakatada raseduse või imikute rinnaga toitmise ajal nende järeltulijaid.

  • foto
    Jooksjate aju on sidusam
    2016

    Jooksmine on kasulik ja mitte ainult jalgadele, vaid ka peale. Ameerikas tehtud uuringust ilmneb, et jooksuharrastajatel toimib aju kooskõlalisemalt kui neil, kes jooksu ei harrasta.

  • foto
    Toitumisteave pakendil: kuidas teadlikult vältida tervist kahjustavat
    2016

    Teisipäevast on Euroopas kohustuslik esitada toidupakenditel toitumisalast teavet. Peamine probleem inimeste toitumise juures on liigne soola, suhkru ja küllastunud rasvhapete tarbimine.

  • foto
    Sporditeadlane: kuidas peatada laste liikumisaktiivsuse langust?
    2016

    Just sellisele küsimusele otsis vastust kaks aastat tagasi alanud liikumisfoorumite sari. Regulaarsed mõttevahetused on tänaseks jõudnud kehalise kasvatuse õppimise ja õpetamise jõulise ümberkujundamiseni. Eesmärgiks on uus, 2020. aastal rakenduv kehalise kasvatuse ainekava, mille läbinud õpilased kujuneksid liikumist armastavateks täiskasvanuteks.

  • foto
    Bakalaureusetudengite kaal kasvab
    2016

    Esimese kõrgkooli astme lõpetamisega kaasneb mitte ainult diplom, vaid sageli ka lisakaal. Bakalaureusekraadi saanud kogusid tudengiaastatega keskmiselt ligi viis lisakilo ja sellega kaasnevad terviseriskid.

  • foto
    Teaduspalavik, 2/3: Tants ümber DNA
    2016

    Kuidas kasutavad Eesti erinevate teadusvaldkondade teadlased oma uurimistöös DNAd? Heidame DNA abil pilgu silmaga nähtamatute krohmseente maailma, HI-viiruse uurimisse ja inimese pärinemisse.

  • foto
    Rasvhapped kiirendavad vähi levikut
    2016

    Vähktõvest vabanemisel saab sageli kaalukiviks kasvajarakkude levimine oma algsest koldest teistesse organitesse ja kehaosadesse. Rühm teadlasi leiab nüüd, et metastaasi soodustab kasvajarakkude pinnal avalduva valgu CD36 kaudu rasvarikka toidu söömine.

  • foto
    Eesti teadlased said jälile üllatavale raseduse katkemise põhjusele
    2016

    Raseduse iseeneslikku katkemist esineb sagedamini kui tavaliselt arvatakse. Naise ja kogu pere jaoks on see ootamatu ja kurb sündmus, millega kaasneb nii füüsiline kui emotsionaalne stress. Sellega seonduvaid stressreaktsioone aitab paljuski leevendada teadmine, miks rasedus katkes ning ka see, kui ostakse ära hoida suuremaid ja tõsiseimaid tüsistusi. Raseduse katkemises omab olulist rolli väike geeniperekond, leidsid Tartu ülikooli inimgeneetikud värskelt ilmunud teadusartiklis.

  • foto
    Laste insuldi põhjused on seni teadmata, kuid taastusravi paraneb
    2016

    Insult – see on ju vanade inimeste haigus! Ei, keskealiste ületöötanud meeste haigus ikka ka. Ent kas teadsid, et igal aastal läheb insuldi diagnoosiga Eesti sünnitusmajadest koju kolm kuni neli vastsündinut?

  • foto
    Pähklid peletavad haigusi
    2016

    Täna rõõmustame pähklisõpru. Teadlased on läbi analüüsinud suure hulga varem tehtud toitumise ja tervise alaseid uuringuid ning jõudnud järeldusele, et peotäis pähkleid päevas võib mõnegi tõsise haiguse eemal hoida.

  • foto
    Magusaine ohustab hiirte tervist
    2016

    Arvate, et olete kaval ja tarbite tavaliste karastusjookide asemel nn dieetjooke, et pääseda liigsest suhkrust? Tühjagi! Ameerika teadlaste hiirkatsed näitavad, et kunstlik magusaine aspartaam võib samuti tõsta kehakaalu ja tekitada kroonilisi tervisehädasid.

  • foto
    Sotsiaalne staatus mõjutab immuunsüsteemi tööd
    2016

    Üksindus ja tõrjutus teeb haigeks. Süüdistada ei saa aga vaid sellega seonduvaid halbu harjumusi, nagu liigne alkoholi tarvitamine ja suitsetamine, vaid tervisele võib kehvasti mõjuda juba sotsiaalne staatus iseeneses, viitavad makaakidega tehtud katsed.

  • foto
    Video: mitte ainult Meeste Tervise konverents
    2016

    Kas mees on mehhaaniline masin? Kuidas olla iseenda psühholoog? Mida jälgida liikumisel ja toitumisel, et püsida terve, tugev ja viljakas? Neile ja teistele küsimustele otsisti vastuseid laupäeval toimunud Korp! Sakala meeste tervise konverentsil.