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
    Kardioloog: Eesti inimesed on tervemad kui 99 aastat tagasi
    Eile

    Eesti inimesed on tänapäeval tervemad kui olid vabariigi algusaastail, ütles kardioloog Jaan Eha vabariigi aastapäeval ETV-le antud intervjuus.

  • foto
    Tänavune Ernst Jaaksoni stipendiumi laureaat on sporditeadlane Martin Mooses
    23.02

    Tartu ülikooli kergejõustiku didaktika lektorit Martin Moosest tunnustatakse 15 000 euro suuruse Ernst Jaaksoni stipendiumiga. Tartu ülikooli sihtasutus annab stipendiumi üle täna ülikooli aulas toimuval Eesti Vabariigi kontsertaktusel.

  • foto
    Eesti lapsed istuvad koolis ülemäära palju, teadlased pakuvad lahenduse
    23.02

    Kümme Tartu kooli on koos Tartu ülikooli liikumislaboriga kaasa tegemas Liikuma Kutsuva Kooli programmi. Kes mäletab kooliajast seda, et koridoris jooksmine on keelatud, on meeldivalt üllatunud, nähes kuidas praegu lapsi vahetundides jooksma, tantsima või suisa turnima meelitatakse.

  • foto
    Kas ööund on võimalik magada 40 minutiliste tsüklitena?
    21.02

    Soolopurjetajad, kes üksinda purjelaeva roolis ookeane ületavad, väidavad, et on. Ja selle tõestuseks teevad nad seda kuude kaupa. Kuidas mõjub tsükliline magamine inimese tervisele ja kas seda on ohutu harrastada ka igapäevaelus? Uneekspertide hinnangul on see ohtlik ja tervistkahjustav, kuid võimalik.

  • foto
    Peentolm põhjustab enneaegseid sünde
    20.02

    Ainuüksi 2010. aastal sai maailmas õhureostusega seostada vähemalt 2,7 miljonit enneaegset sündi.

  • foto
    "Vana" toit lühendab eluiga
    19.02

    Hallid juuksed, kortsud ja kiilaspäisus – märgid vananemisest on tihti kõigile näha. Suur osa elusorganisme surmani tõukavatest muutustest tekib aga silmale nähtamatul tasandil. Eluea pikkust võivad uue uurimuse kohaselt lühendada isegi toidus peituvad molekulaarsed kahjustused.

  • foto
    Teaduslikult disainitud paast vähendab ohtlike haiguste riski
    17.02

    Toitumises suuremaid muudatusi tegemata on võimalik langetada eluohtlike haiguste ohtu. Selleks tuleb kõigest iga paari kuu järel teha viiepäevane eriline dieet.

  • foto
    Treeningujärgne lihasvalu on ohumärk
    15.02

    Harjumatult koormavale treeningule või muule kehalisele tegevusele järgnev lihasvalu on keha sõnum, et vigastuste vältimiseks tuleks nüüd puhata.

  • foto
    Vastsündinud ei hakka enam B-hepatiidi vaktsiini esimesel elupäeval saama
    10.02

    Kehtiva immuniseerimiskava järgi vaktsineeritakse B-viirushepatiidi vastu esimese annusega universaalselt kõiki vastsündinuid nende esimesel elupäeval, kuid 2018. aastast eeldatavasti jõustuv kord lükkab vaktsineerimise hilisemaks.

  • foto
    Eesti teadlased tegid läbimurde papilloomiviiruse ravimite arenduses
    10.02

    Tartu ülikooli ja selle spin-off-ettevõtte Icosagen Cell Factory teadlased avastasid uudse viisi, mis võib oluliselt kiirendada inimese papilloomiviiruse vastase ravimi väljatöötamist. Uus rakuline seiresüsteemi aitab jälgida inimese papilloomiviiruse kasvu ja ravimite mõju viirusele, seda tutvustati teadusajakirjas PLOS Pathogens.

  • foto
    Prinditav mikrokiip diagnoosib haigusi vähem kui sendi eest
    09.02

    Haiguste diagnoosimiseks tuleb sageli arstidel teha analüüse, mis nõuab üksikute rakkude omaduste uurimist. See võib maksta halvimal juhul sadu eurosid. Stanfordi ülikooli teadlased esitlevad nüüd 20 minutiga prinditavat mikrokiipi, mille omahind jääb alla ühe sendi.

  • foto
    Biokeemik: kõik kiiret kaalulangetust lubavad dieedid on kahjulikud
    08.02

    Ükskõik, milline dieet, mis imekiiret kaalulangetust lubab, võib küll toimida, kuid pikas perspektiivis mõjub see tervisele kahjulikult, sest nii ränk muutus on organismile raske, rääkisTartu ülikooli meditsiinilise biokeemia professor, meditsiinidoktor Mihkel Zilmer. Ühtlasi vastab professor küsimustele kaalulangetusest, treenimisest ja taimetoitlusest.

  • foto
    Lahutus mõjub küpses eas naise tervisele hästi
    07.02

    Kui varasemad uuringud on toonud välja abielu või kooselu üldiselt positiivse mõju tervisele, siis värskest USA ülikoolide teadlaste uuringust selgub, et oma roll on mängida vanusel ning menopausi läbi teinud naiste tervisele mõjub lahkuminek hoopis positiivsena, abiellumisel on aga mõju kehakaalule ja alkoholitarbimisele.

  • foto
    Salmonella parandab ohvri söögiisu
    01.02

    Salmonelloosi tekitavad bakterid suudavad tõsta ohvrite söögiisu, näitavad hiirtega tehtud katsed. Teadlased loodavad, et seose lähem uurimine annab vihjeid ainevahetushäirete raviks ja aitab leida alternatiive antibiootikumravile.

  • foto
    Antibiootikum kiirendab bakterite paljunemist
    01.02

    Antibiootikumid on mõeldud bakterite tapmiseks, aga tuleb välja, et lisaks resistentsusele, mille paljud bakterid on antibiootikumide suhtes omandanud, võivad antibiootikumid bakterite paljunemisele lausa hoogu anda.

  • foto
    Ott Kiivikas: enda muutmine algab treenimisest
    31.01

    Tänases Vikerraadio saates ''Huvitaja'' rääkis kulturist Ott Kiivikas jõusaalispordist ja sellest, mida spordi harrastamisel silmas peaks pidama.

  • foto
    Alkoholireklaam tõesti tõukabki noori rohkem purjutama
    31.01

    Noored, kes puutuvad keskmisest rohkem kokku alkoholireklaamiga, purjutavad teistest rohkem ning õhutavad ka kaaslasi jooma, selgub värskest rahvusvahelisest ülevaateuuringust.

  • foto
    Doktoritöö annab riskigrupi lastele lootust diabeedist hoidumiseks
    31.01

    Autoantikehad on tuntud kurjakuulutajad, ent Jaanika Kärner kinnitab Tartu ülikoolis kaitstud doktoritööga ka nende headust.

  • foto
    Inimese-sea hübriidid peibutavad piiramatu organivaruga
    30.01

    Siirdamiskõlbulike organite nappusele lahendust otsivad teadlased esitlesid esimest korda sea ja inimeste rakkudest koosnevaid embrüoid. Katsed annavad lisakindlust, et tulevikus on võimalik kasvatada inimelundeid koduloomades.

  • foto
    Tehismõistus diagnoosib sama hästi kui arst
    27.01

    Iseõppivad tehismõistused lähevad üha nupukamaks ja mõni neist tungib juba arstide töömaale. Ameerika teadlased on loonud iseõppiva arvutisüsteemi, mis oskab diagnoosida nahavähki sama hästi kui spetsialistidest arstid.

  • foto
    Tüviraku-uurija: loomades kasvatatud inimorganeid võib näha 7 – 8 aasta pärast
    26.01

    Organidoonorite nappusele lahendust otsivad ameerika ja jaapani teadlased siirdasid esimest korda roti sisemuses kasvatatud hiire kõhunäärme päris hiirde. Liikidevaheline orgaanidoonorlus hoidis raske diabeedi all kannatavaid närilisi elus enam kui aasta. Teistes loomades kasvatatud organites võib peituda võti ka inimorganite põua leevendamiseks.

  • foto
    Fukushima elanikud said õnnetuse järel kiiritada arvatust vähem
    25.01

    Fukushima tuumaõnnetuse järel radiatsiooni taset mõõtnud tuhandete kodanikuteadlaste kogutud andmete analüüs viitab, et traditsioonilised lennukitelt tehtud mõõtmised viisid õnnetusejärgsetel kuudel elanike saadud kiirgusdoosi ülehindamiseni.

  • foto
    Vanametallist potid-pannid ohustavad tervist
    24.01

    Alumiiniumnõudest, mis on tehtud ümbertöödeldud vanametallist, võib toitu eralduda tervisele kahjulikke aineid.

  • foto
    Rasedusaegne tüsistus võib hilisemas elus põhjustada südamehaiguse
    24.01

    Rasedatel esinev tüsistus ehk preeklampsia võib edaspidises elus olla südamehaiguse põhjus, mistõttu asutakse USA-s hoolikamalt uurima selle tüsistuse all kannatanud vastseid emasid.

  • 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.