Turun yliopistossa on tehty kuvantamista 1970-luvulta saakka. Biokuvantamisella tarkoitetaan biolääketieteellisen tutkimuksen tekniikoita, kuten mikroskopiaa, magneetti- ja PET-kuvantamista.
Kuvantamistekniikat mahdollistavat laboratorioissa tehtävän perustutkimuksen soveltamisen uusia lääkkeitä kehitettäessä tai sairauksien diagnosoinnissa. Lääketieteellisten läpimurtojen syntymisessä niillä on merkittävä rooli.
– Biokuvantamisen tutkimusyksikössä päätyötämme on kehittää tekniikoita ja rakentaa laitteita. Teemme myös sovellustyötä esim. luubiologian parissa liittyen osteoporoosiin. Kymmenet tutkimusryhmät käyttävät tekniikoitamme ja laitteitamme. Tutkimusalueet vaihtelevat syöpäbiologiasta immunologiaan, sanoo Turun yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan varadekaani ja professori Pekka Hänninen.
Turun yliopiston ja Åbo Akademin yhteinen Turku BioImaging on osa eurooppalaista Euro-BioImaging (EuBI) -kuvantamisorganisaatiota. Se tarjoaa tutkijoille mahdollisuuden käyttää moderneja kuvantamisteknologioita.
– EuBI:lla on 29 palvelukeskusta 11 Euroopan maassa. Yksi näistä on Suomen valomikroskopian palvelukeskus, joka tarjoaa asiantuntija- ja kuvantamispalveluja. Keskuksien tehtävä on ohjata tutkijoita löytämään optimaaliset ratkaisut biolääketieteellisten kuvantamiseen liittyviin tutkimuskysymyksiin ja tarjota heidän käyttöönsä huipputeknologiaa. Käyttäjillä on usein ajatus siitä, miten he voisivat ratkaista tutkimusongelman, mutta ei sopivaa laitteistoa. Verkostossa on voimaa, Hänninen kuvaa.
Potilasdiagnostiikka, kuvantaminen ja tieteellinen tutkimus tukevat toisiaan.
– Haluamme kehittää tulevaisuuden diagnostisia menetelmiä. Se tapahtuu tutkimuksen kautta. Tieteellisessä tutkimus- ja potilaskuvaustoimintassa puhallamme yhteen hiileen, kertoo Turun Valtakunnalllisen PET-keskuksen johtaja, professori Juhani Knuuti.
Atomeista anatomiaan
Turku Bioimaging -verkostossa tutkitaan sekä tietyn taudin aiheuttavaa molekyyliä että potilasta, jolla on kyseinen sairaus.
– Tautia aiheuttavan molekyylin kohdalla tutkitaan, miten taudin voisi parantaa terapian tai lääkeaineen avulla. Molekyylien vuorovaikutussuhteita pyritään muuttamaan kantasoluhoidoilla, immunoterapialla tai lääkeainetutkimuksella. Molekyylitutkimuksessa kehitettyjä hypoteeseja testataan aluksi yksinkertaisilla solumalleilla – parhaassa tapauksessa hoitomenetelmää kokeillaan potilaaseen. Diagnostiikkamme on maailman huippuluokkaa, luomme diagnostisia menetelmiä varhaisessa vaiheessa. Kun löydämme jossain tautitilassa olennaisen mekanismin, saatamme löytää torjuntakeinon, kertoo Hänninen.
Ainutlaatuisen STED-mikroskoopin kehittäjä Stefan Hell voitti kemian Nobel-palkinnon vuonna 2014. Hän teki palkintoon johtaneen läpimurron työskennellessään Turun yliopistossa valomikroskoopin parantamisen parissa.
– Tiedeyhteisö on konservatiivinen ja Hellin rahoitus alkoi loppua. Haimme Suomen Akatemialta rahoitusta ja he onneksi uskoivat asiaan. Nobel-gaala oli hieno tilaisuus tieteen juhlimiseen!
Big data -ilmiö koskee Hännisen mukaan myös kuvantamista.
– Datamäärät kasvavat koko ajan, ja tarvitaan uusia keinoja käsitellä tietoa. Ja aina kun saamme uutta tietokonekapasiteettia, uudet keksinnöt vievät nopeasti saadun lisäkapasiteetin. Kun tiedeyhteisö julkaisee dataa, se pitää saada myös muiden käyttöön. Haluamme olla myös kehittämässä instrumentteja, joilla pysymme kehityksen kärjessä.
Tulevaisuuden diagnostiikkaa ja potilaskuvausta
Turun yliopiston, Åbo Akademin ja Varsinais-Suomen sairaanhoitopiirin yhteinen, valtakunnallinen PET-keskus on huipputasoa, myös kansainvälisillä mittareilla. Sairauksien diagnosoinnissa, hoidossa ja lääkkeiden kehittämisessä kuvantamisella on Knuutin mukaan merkittävä rooli.
– Tutkimustoiminta on varsin laaja-alaista. Se sisältää sydän- ja aineenvaihduntasairaudet, aivo- ja syöpätutkimuksen, uusien kuvantamisen merkkiaineiden kehityksen (radiokemia) sekä uusien kuva-analyysien kehittämisen (kuvantamisteknologia). Tutkimme sairauksien syntymekanismeja ja biologisia ilmiöitä käyttämällä uudenlaisia kuvantamistekniikoita. Tavoitteenamme on myös kehittää tulevaisuuden diagnostiikkaa.
Vuonna 2005 Turussa alkoi uudenlainen sepelvaltimopotilaiden kuvantaminen. Sydän- ja aineenvaihduntasairauksien tutkimus onkin Suomen Akatemian huippuyksikkö.
– Mielenkiintoisiin projekteihimme kuuluvat tällä hetkellä mm. haiman insuliinia tuottavien saarekesolujen kuvantaminen, tekoälyn käyttäminen sydänkuvien analyysissä ja sydänpotilaan riskin arvioinnissa, ruskean rasvan tutkiminen ihmisessä sekä varhaisvaiheen dementian tutkimus. Keskitymme kuvantamisella henkilöihin, joilla ei ole vielä muistiongelmia. Käytämme uusia menetelmiä, joilla havaitsemme aivoissa tapahtuvat varhaiset aineenvaihdunnalliset muutokset. Sen jälkeen voidaan tutkia elintapojen vaikutusta taudin kehittymiseen ja tehdä lääketutkimuksia, joilla pyritään estämään dementian syntyminen, Knuuti toteaa.
Turun yliopisto
- Perustettu vuonna 1920
- 25 000 opiskelijan ja työntekijän aktiivinen akateeminen yhteisö
Turun Valtakunnallinen PET-keskus
- PET-keskus perustettu 1973 projektina, 1996 valtakunnallinen keskus
- Osa PET-keskuksen toiminnasta rahoitetaan yritysyhteistyön kautta ansaitulla kaupallisella rahoituksella (perusrahoitus yliopistoilta ja sairaanhoitopiiriltä)
- Osa rahoituksesta ulkopuolisena tutkimusrahoituksena mm. Suomen Akatemialta ja EU:lta
- Diagnostiikka maailman huippuluokkaa
- Yleensä 50-100 hanketta käynnissä yhtä aikaa
- Tuotettu yli 100 väitöskirjaa, noin 3000 tieteellistä julkaisua
