Vastaväittäjä: Apulaisprofessori Dmitri Artemov, Johns Hopkins University
Kustos: Dosentti Juhana Hakumäki, Kuopion yliopistollinen sairaala

Väitöskirjan tiivistelmä:

Uusia tuulia syöpähoidon seurantaan

Syöpä on varsin yleinen tauti maailmanlaajuisesti. Syöpään on kehitteillä hoitomenetelmiä, jotka perustuvat esimerkiksi geenihoitoon. Uusien hoitomenetelmien toimivuuden varmistaminen asettaa aivan uusia haasteita lääketieteelliselle kuvantamiselle.

Kudokseen fyysisesti koskemattomien hoitojen tarkoituksena on pääasiassa aiheuttaa apoptoosia, eli hallittua solukuolemaa. Apoptoosi saa aikaan monia biofysikaalisia ja biokemiallisia muutoksia kuolevassa solussa, jotka ovat kuvannettavissa uusin menetelmin.

Jo aiemmin on magneettispektroskopialla todettu solunsisäisten rasvojen toimivan merkkinä solutuhosta muun muassa geenihoidetussa rotan aivokasvaimessa. Väitöskirjassa kehitettiin magneettiresonanssiin perustuva spektroskooppinen kuvantamismenetelmä, jolla ilmiö voidaan havaita paljon aiempaa tarkemmin ja havainnollisemmin rotan pahanlaatuisessa aivokasvaimessa. Menetelmällä saatiin esiin myös paikallisia kasvaimensisäisiä vaste-eroja geenihoidon avulla aiheutetun apoptoottisen solukuoleman aikana.

Kuvantamisella saatu tieto yhdistettynä muihin analyyseihin vahvisti rasvojen vapautuvan kuolevien kasvainsolujen solukalvoista, mikä osaltaan parantaa ymmärrystämme syöpähoitojen aikaansaamista solutuhon mekanismeista. Rasvojen havaittiin kertyvän erityisesti aivokasvainten reunamiin geeniterapian aikana, sekä kuvantamismenetelmän että soluhistologian avulla. Kohonneet rasvapitoisuudet vastasivat alueellisesti kaikkein voimakkaimman apoptoottisen solukuoleman kanssa. Biokemialliset analyysit kasvainten solukalvoista paljastivat solukalvojen menettävän erityisesti tyydyttymättömiä rasvahappoja, jotka saatiin näkyviin spektroskooppisen magneettikuvantamisen avulla.

Tutkimuksessa havaittiin myös, että kasvainten magneettiresonanssipektristä merkittävä osa on peräisin kolesterolista, eikä tämän aineenvaihduntatuotteen osuutta voida enää tulevaisuudessa sivuuttaa kasvainspektrejä analysoitaessa. Lisäksi menetelmällä mitatun kolesterolin osuuden havaittiin kasvavan apoptoottisen solukuoleman aikana, mikä antaa uutta tietoa kolesteroliaineenvaihdunnan roolista kasvainten solukuolemassa.

Geeninsiirron varmistamiseksi kohdekudokseen tarvitaan haitattomia, tosiaikaisia viruskuljettimen kuvantamismenetelmiä. Työssä kehitettiin ensimmäistä kertaa magneettikuvantamismenetelmä geeniä kuljettavan viruksen havaitsemiseksi, jota käyttäen voitiin kuvantaa viruksen biologinen jakauma rotan aivoissa paikallisinjektion jälkeen.

Työssä käytetyt menetelmät ja hoitomuodot tuovat uusia työkaluja sekä syövän hoitovasteen varmistamiseen että geenikuljettimien tosiaikaiseen havaitsemiseen. Havaintojen merkitys korostuu entisestään käytettyjen hoitomuotojen siirtyessä osaksi kliinistä käytäntöä tulevaisuudessa.

Kuopion yliopiston julkaisuja G. A.I.Virtanen -instituutti. ISBN 978-951-27-0609-9