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
    Otse kell 14: mitte ainult Meeste Tervise konverents
    Eile

    Kas mees on mehhaaniline masin? Kuidas olla iseenda psühholoog? Mida jälgida liikumisel ja toitumisel, et püsida terve, tugev ja viljakas? Korp! Sakala meeste tervise konverents otsib vastuseid ja täna kell 14 saab vaadata otseülekannet konverentsist ka ERR Novaatorist.

  • foto
    Teaduspalavik, 1/3: Tants ümber DNA
    Eile

    Tants ümber DNA räägib elulõngast ehk DNAst, mis on kogu elu alus nii loomadele kui ka taimedele. DNA on nagu lõng, millest on võimalik teha palmikutega kampsuneid, mustriga sokke või sooje käpikuid. Mis aga juhtub siis, kui mustrilehel peaks olema viga või eksime kududes?

  • foto
    Kuidas panna ülekaalulised jalgpallifännid päevapealt oma tervisest hoolima?
    02.12

    Lühike vastus on, et sellega, mis neid ükskord oma tervise unarusse jätma pani – kirg jalgpalli vastu. Norra sporditeaduste kooli teadlased töötasid välja programmi EuroFIT, millega panna osa meeste jalgpalliarmastusest ka nende tervise kasuks tööle, andes nende käsutusse nii oma lemmiku jalgpalliklubi väljaku kui ka treenerid.

  • foto
    Tervise edendamise kampaaniad ei pruugi oma sihtgruppi kõnetada
    02.12

    Olgugi et valitsused kulutavad iga-aastaselt tervise edendamise kampaaniatele suuri summasid, ei pruugi need täita oma eesmärki, sest kõnetavad ennekõike neid, kes on tervisega seotud probleemidest juba teadlikud, märkis projekti PoHeFa koordinaator Anette Schulz Budapestis, Ungaris toimuval konverentsil "Nutrition and Physical Activity: How European Union Countries Contribute to Public Health Priorities Including Obesity".

  • foto
    Autism pole seotud gripivaktsiiniga  
    02.12

    Peaaegu 200 000 lapse uurimise käigus selgus, et autismi oht ei suurenenud lastel, kelle ema oli raseduse ajal nakatunud grippi või saanud gripivaktsiini, kirjutab The Scientist.

  • foto
    HIV-i saab diagnoosida ka koduse testiga
    01.12

    HI viirust saab diagnoosida ka kodus tehtava testiga, mille täpsus on 99,7 protsenti.

  • foto
    ''Kolme vanemaga'' laste teel seisavad uued takistused
    01.12

    Suurbritanniast võib saada peagi esimene riik maailmas, mis lubab seadusandlikul tasandil selgesõnaliselt asendada raskete pärilike haiguste ennetamiseks kunstlikul viljastamisel munarakus vigased mitokondrid terve doonori omadega. Värske töö näitab samal ajal, et aeg-ajalt võib pikema aja jooksul isegi käputäis rakku jäänud vigaseid mitokondreid terved välja süüa.

  • foto
    Sport on tervislik? Mitte ilmtingimata
    01.12

    Kuigi kõikjal propageeritakse valjuhäälselt, et sport on tervislik, siis ilmtingimata see nii ei ole, rääkis Tampere UKK instituudi tervise edendamise uuringute keskuse endine teadusdirektor Pekka Oja. Igasugune füüsiline tegevus ei mõju tervisele ühtemoodi ja kõva sporditegemine pole kaugeltki kõige parem viis oma tervist turgutada.

  • foto
    Teadus kolme minutiga: Kristi Krebs ja geneetikaga allkirjastatud ravimiretsept
    30.11

    Ravimeid tehakse hetkel keskmisele inimesele. Inimeste ainulaadsuse tõttu ei tea seetõttu ka arst ravimit välja kirjutades, kas ja kuidas see patsiendile üldse mõjub. Tartu ülikooli molekulaar- ja rakubioloogia doktorant Kristi Krebs uurib, miks reageerivad inimesed ravimitele erinevalt ja kuidas kasutada neid teadmisi edaspidi ravimisel.

  • foto
    TTÜ akustikateadlased uurivad võimalusi automüra summutamiseks
    29.11

    Pidevas mürakeskkonnas elamine kahjustab immuunsüsteemi ja vähendab vaimset võimekust ning selleks ongi oluline otsida lahendusi, kuidas summutada näiteks auto või mootorratta müra. Sellega tegelevad Tallinna tehnikaülikooli akustikateadlased.

  • foto
    Noorte veri ei pruugi vananemisest päästa
    27.11

    Veres peitub vägi. Vähemalt kui uskuda keskajast pärinevaid Ida-Euroopa rahvajutte ja hilisemaid vampiiridest kubisevaid romaanikesi. Reaalsus on aga märksa keerukam. Kui esialgsed loomkatsed vihjasid, et noorte veri leevendab tõesti vanematel liigikaaslastel vananemise sümptomeid, näitab värske töö, et noortele laastavalt mõjuv protseduur parandab vanemate olukorda imevähe.

  • foto
    Röövbakterid hävitavad ravimresistentseid mikroobe  
    24.11

    Sebrakaladega tehtud katsed kinnitavad, et teistest bakteritest toituvat mikroobi Bdellovibrio bacteriovorus saab kasutada mitmete antibiootikumide suhtes resistentsuse omandanud haigustekitaja Shigella tõrjumiseks.

  • foto
    Antibiootikumiretsepti saamine telefoni teel on vastastikuse usalduse küsimus
    24.11

    Eestis kirjutavad perearstid teiste Euroopa riikidega võrreldes antibiootikume oluliselt vähem välja. Samal ajal esineb meil patsientide sõnul ja perearstide kinnitusel praktikat, kus antibiootikume kirjutatakse välja ka telefoni teel. Kuigi see ei pruugi tunduda päris õige, on spetsialistide sõnul siin omadki kaalutluskohad ning sajaprotsendiliselt seda valeks pidada tegelikult ei saa.

  • foto
    Teedrajav Eesti uuring juhatab meeste viljatuse põhjusteni
    22.11

    Suuremahuline, üle 8000 meest hõlmanud uuring ilmus teaduspublikatsiooni kohta ebatavaliselt mahukana. Tavaliselt 14-leheküljelisi kliinilisi meditsiiniartikleid teadusajakirjades ei avaldata.

  • foto
    Nanomaterjal võib kiirendada haavandite ravi
    21.11

    Haavandid põhjustavad pikaajalist töövõimetust, kõrget suremust ja on rahaliseks koormaks ka tervishoiusüsteemile. 2011. aastal kannatas kogu maailmas krooniliste haavade käes 40 miljonit inimest. Tänapäeval ravitakse selliseid raskeid haavu antibiootikumide või haavasalvidega, ent mõlemal on omad puudused. Tartu ülikooli teadlased arendavad haavaravi efektiivsemaks muutmiseks antimikroobseid ja raviainet sisaldavaid nanokiududest katteid.

  • foto
    Teadlikkus enneagsetest sündidest on jätkuvalt madal
    17.11

    Ülemaailmselt sünnib iga kümnes laps enneaegselt. Vaatamata aga enneaegsete sündide suurele osakaalule on ühiskonna teadlikus enneaegsesusest jätkuvalt madal.

  • foto
    Uudne kapsel hõlbustab ravikuuride läbiviimist
    17.11

    Kindla graafiku alusel regulaarselt tablettide neelamine võib olla väljakutseks isegi nooremale põlvkonnale, saati siis näiteks Alzheimeri tõbe põdevatele vanuritele. Rühm teadlasi on loonud nüüd suu kaudu manustatava kapsli, mis püsib aeglaselt arstirohtu vabastades soolestikus mitmeid nädalaid. Lahendust saaks kasutada ka malaaria tõrjumiseks.

  • foto
    Pessimism osutab südamehaigusse suremise ohule  
    17.11

    Soomes läbiviidud keskealiste ja vanemate meeste ning naiste uuringust ilmnes, et pessimism on tugev riskitegur südame koronaartõvest põhjustatud surmades. See ei tähenda siiski, et optimism südamehaigusse suremise eest kaitseks.

  • foto
    Video: kuidas piirata liigset suhkrutarvitamist
    16.11

    Ülekaalulisusega seonduvate terviseprobleemide vähendamiseks tuleb pöörata muu hulgas pilk magustatud jookide vähendamise poole. Sotsiaalministeeriumi eestvedamisel koostatud analüüsi kohaselt annaks parimaid tulemusi mitmekülgne meetmete pakett. Eesti Toiduliidu hinnangul pole magustatud jookide täiendav maksustamine õigustatud.

  • foto
    Doktoritöö: alkoholi tarbimist mõjutavad geenid, sünniaegne keskkond ja suhted
    16.11

    Alkoholi kuritarvitamine on üks peamistest ennetatavate surmade ja terviserikete põhjustajatest. Tartu ülikooli doktorant Mariliis Vaht uuris täna kaitstud doktoritöös geneetika ja keskkonna mõju alkoholitarbimisele. Ta leidis, et lisaks geneetilistele eelsoodumustele mõjutab probleemset alkoholitarbimist ka periood, millal inimene sündinud on.

  • foto
    Degeneratiivsed ajuhaigused on ühiskonna vananemisega kaasnev kaasaja "epideemia"
    15.11

    Arenenud riikides on inimese keskmine oodatav eluiga jõudsasti pikenenud: 20. sajandi jooksul on lisandunud eluaastaid poole võrra, ja ka käesoleval sajandil need trendid jätkuvad. Kui maailmas ja Euroopa riikides on alates 2000. aastast elupikkusele lisandunud keskmiselt 5 aastat, siis Eestis 7 aastat. See on meie inimeste oodatava eluea kasvatanud isegi pisut pikemaks kui Euroopas, paraku küll endiselt lühemana meestel, kuid tasapisi on vahe vähenemas.

  • foto
    Diabeediliidu juhataja: paljud Eesti diabeetikud pole oma haigusest teadlikud
    14.11

    Esmaspäeval, 14. novembril tähistatakse rahvusvahelist diabeedipäeva. Eesti diabeediliidu juhataja Ulvi Tammer-Jäätes nentis, et umbes pooled Eesti diabeetikud ja eeldiabeediga inimesed pole oma haigusest teadlikud.

  • foto
    Lapseeas põetud gripp võib päästa linnugripi pandeemiast
    14.11

    Lapseeas esimesena läbipõetud gripiviirus jätab immuunsüsteemile jälje, mis pakub sarnaste gripitüvede vastu täiendavat kaitset terveks ülejäänud eluks. Paraku pärsib see immuunsuse teket teise geneetilisse rühma kuuluvate gripiviiruste vastu, näitab värske uuring.

  • foto
    Ajuliides taastas halvatud ahvide käimisvõime
    10.11

    Šveitsi teadlased esitlevad aju seljaajuga ühendavat liidest, mis võimaldas seljaaju vigastuse tõttu osaliselt halvatuks jäänud ahvidel kõndima hakata juba nädal pärast traumaatilist vahejuhtumit. Sarnasel viisil inimeste ravimiseni on jäänud parimal juhul veel paar aastat.

  • foto
    Riigikontroll: paljude laste haigused jäävad õigel ajal märkamata
    10.11

    Eesti laste tervishoiukorraldust tuleb kiiresti muuta, sest laste haigusi ei märgata piisavalt vara ning eelkooliealistest ja koolilastest käib vaid väike osa piisavalt tihti arsti juures, selgus riigikontrolli auditist.

  • foto
    Eesti sporditeadlaste uuring: kas kofeiin parandab sooritusvõimet ka kuumas?
    08.11

    Lugusid sellest, kuidas Tartu suusamaratoni finiši eel pakutud tass kanget kohvi on aidanud lõpuni pingutada, on rääkinud ja kuulnud tuhanded rahvasportlased. Seda, et kofeiin võib parandada vastupidavuslikku töövõimet, on näidanud ka mitmed teadusuuringud. Kuid selline positiive mõju paistab kehtivat vaid tavakeskkonnas, kuumas see kaob.

  • foto
    Ulatuslik meediakajastus pidurdab gripi levikut
    03.11

    Meedial on (vähemalt enda arvates) võimu muuta inimeste käitumist, kukutada valitsusi ja ennetada katastroofe. Ajakirjanduse, sotsiaalmeedia ja gripipuhangute vahelist dünaamikat uurinud teadlased järeldavad, et kuigi meediakajastuse ning gripi leviku vahel on tõepoolest seos, on veel vara nimetada seda põhjuslikuks.

  • foto
    Inauguratsiooniloeng: millised on viimased edusammud ajuhaiguste uurimises?
    03.11

    Rahvastik vananeb ja sellega tõusevad päevakorrale ajuhaigused. Ajuhaigustest ja arengutest nende uurimisel rääkis inauguratsiooniloengul Tartu ülikooli neuroloogia professor Pille Taba.

  • foto
    Tervislikuks liikumiseks linnas tuleb valida sobiv kiirus
    01.11

    Soovite tervise eest hoolitseda ja rohkem jala või jalgrattal ringi liikuda, kuid liikuda on seejuures vaja linnapiirkonnas, kus õhk on saastunud? Sellisel juhul hingate ju liikumist harrastades hoolega sisse ka kahjustavaid heitgaase. Kuid selliseski keerukas olukorras on võimalik valida optimaalne lahendus.

  • foto
    Uuring: Eesti noorte hulgas kasvab alkoholist keeldumise kultuur
    01.11

    83 protsenti 15-aastastest poistest ja 85 protsenti 15-aastastest tüdrukutest on vähemalt ühe korra elus alkoholi tarvitanud. Siiski on Eestis olemas nõndanimetatud keeldumisekultuur: soov öelda alkoholile “ei” ja soov oma otsusele kindlaks jääda. Sellest kirjutab Tartu ülikooli meedia ja kommunikatsiooni doktorant Mari-Liisa Parder.