Uusi syklotroni avaa PET-tutkimuksen pullonkaulaa
15.12.2015
Turun PET-keskus on ottamassa hurjaa loikkaa uuteen aikaan. Keskus on saanut uuden hiukkaskiihdyttimensä, ja kun kiihdyttimen sisältävä MIRRI-hanke saadaan kokonaan valmiiksi, keskuksessa voidaan valmistaa sekä aiempaa laajemmin että aivan uudenlaisia merkkiaineita. Näin Turku kiilaa PET-tutkimuksessa maailman johtopaikoille.
PET-keskuksen kiihdytinlaboratorion tutkimusjohtaja Mikael Bergelin (vas.). radiokemian laboratorionjohtaja Jörgen Bergman, radiokemian professori Olof Solin ja PET-keskuksen johtaja Juhani Knuuti iloitsevat uudesta syklotronista.
PET-keskuksen johtaja, professori Juhani Knuuti tunnustaa uuden hiukkaskiihdyttimen eli syklotronin äärellä, että tässä on ollut kehityksen pullonkaula. Keskuksella ei ole kapasiteettia valmistaa niin monipuolisesti ja määrällisesti niin paljon merkkiaineita kuin tutkijoilla ja sairaanhoidolla olisi ta
rvetta. Ongelman ratkaisee hanke nimeltä Molecular Imaging Radiochemistry Research Infrastructure eli tuttavallisemmin MIRRI.
– Hiukkaskiihdyttimen hankinta oli MIRRIn ykkösvaihetta. Olemme toteuttamassa nyt vaihetta kolme, ja tällä viikolla Suomen Akatemia päättänee mahdollisesta tuestaan neljännelle vaiheelle, Knuuti sanoo.
Jos viimeisiinkin osioihin rahoitus saadaan, paketti on koossa 2018. Lähes viiden miljoonan euron investointihanke pitää Turun PET-keskuksen maailman huipulla, ellei peräti nosta kärjen yli, kuten radiokemian professori Olof Solin arvelee.
– Meidän kokemamme pullonkaula ei koske vain turkulaista tutkimusta vaan on globaali ongelma, Solin kertoo.
Enemmän ja laajemmin merkkiaineita
Knuutin mukaan Turussa on jo kehitetty uusia merkkiaineita, joita ei liian vähäisen kapasiteetin vuoksi ole voitu ottaa vielä ihmistutkimuksiin.
– Ne voidaan ottaa potilaskäyttöön heti, kun MIRRI on valmis, Knuuti sanoo.
Maailmalla PET-kuvantamista käytetään potilaiden hoidossa lähinnä syövän havaitsemiseen.
– Meillä syövän rinnalla 30 prosenttia ajasta käytetään aivojen, aineenvaihdunnan, tulehdussairausten ja sydämen tutkimiseen. Tutkimuksessa kirjo on vielä laajempi, Knuuti sanoo.
Uusi syklotronin myötä merkkianeita voidaan tuottaa lääketieteen lisäksi myös luonnontieteiden, lähinnä kemian ja fysiikan käyttöön.
– Merkkinaineita voidaan hyödyntää esimerkiksi korkealämpötilakorroosion tutkimiseen. Voimme vaikkapa tutkia, miten ja millä nopeudella korroosio etenee. Voimme yrittää selvittää esimerkiksi, mikä on se ensimmäinen reaktio, joka saa korroosion aikaan, PET-keskuksen kiihdytinlaboratorion tutkimusjohtaja Mikael Bergelin.
Seuraavana askeleen on muokata radiokemian tilat palvelemaan kasvanutta merkkiainetuotantoa.
Investoinnista vastaavat PET-keskuksen omistajat Turun yliopisto, Åbo Akademi ja Varsinais-Suomen sairaanhoitopiiri sekä tukea myöntänyt Suomen Akatemia.
Syklotroni tekee työnsä silmiltä suojassa
Bergelin esittelee puolikkaan pakettiauton kokoista sinistä kuutiota, jonka ulkopuolella on kiiltävänä hohtavia putkia ja lieriöitä. Sisälle työntyy tiukasti juotettu putki. Siellä, sinisen möhkäleen sisällä syntyvät merkkiaineet, joiden avulla PET-kamera paljastaa muun muassa syöpäkasvaimet.
– Syklotroniin syötetään tietty merkkiaine, esimerkiksi happi 18, johon ammutaan syklotronissa vetyatomiytimiä. Pieni osa protoneista onnistuu tunkeutumaan happeen ja potkaisee pois yhden neutronin. Näin syntyy fluori 18. Kyseessä on kuitenkin pakotettu tila, ja se haluaa palata takaisin stabiiliin muotoon. Paluussa entiselleen syntyy säteilyä, jota voimme hyödyntää PET-kuvantamisessa, Bergelin sanoo.
Muutos on lyhytikäinen, esimerkiksi hapesta luotu merkkiaine palautuu alkutilaan kahdessa minuutissa. PET-keskuksessa toiminnot on järjestetty niin, että merkkiaine saadaan nopeasti radiokemisteille, jotka liittävät merkkiaineen esimerkiksi sokeriin, ja pikavauhtia annettavaksi potilaalle. PET-kuvassa merkkiaine paljastaa mahdolliset ongelmakohdat.
Teksti ja video: Erja Hyytiäinen
Valokuva: Hanna Oksanen