Uutiset

Syövän varhaiseen diagnosointiin apua uudesta mikrokuplateknologiasta

Menetelmässä mikrokuplien käyttöikää moninkertaistettiin, ja ne saatiin ”älykkäästi” kiinnittymään itse syöpäsoluihin. Teknologiaan kuuluu lisäksi kannettava ultraäänilaite, jonka paikallista erotustarkkuutta vielä kehitetään.
A man in a white lab coat with blue gloves holds up a vial of clear liquid while standing in front of a large microscope.
Hedar Al-Terke on ollut uranuurtaja uudessa syövän kuvantamistekniikassa, jossa käytetään mikrokuplia. Hän sai Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan laitoksen Vuoden fysiikan innovaatio 2023 -palkinnon. Kuva: Gavin Pugh, Aalto-yliopisto.

Aalto-yliopiston tutkija Hedar Al-Terken työn tuloksena on syntynyt uudenlainen, aikaisempaa edullisempi menetelmä syövän varhaiseen diagnosointiin. Menetelmä sopii käytettäväksi yhdessä tavanomaisen ultraäänikuvauksen lisänä, jolloin sillä on edellytykset tulla laajasti saataville ja käyttöön.

"Terveydenhuolto on aina ollut minulle tärkeää. Kun tuli aika valita uusi tutkimussuunta, aloin pohtia uudenlaisia toiminnallisuuksia lääketieteellisiin sovelluksiin”, Al-Terke kertoo.

Irakista Suomeen vuonna 2005 muuttanut Al-Terke haluaa vaikuttaa kriittisen lääketieteellisen teknologian saavuttavuuteen esimerkiksi juuri synnyinmaassaan, joten hän kiinnostui syöpädiagnostiikassa käytettävien ruiskutettavien mikrokuplien käytöstä.

Mikrokuplille on ominaista, että ne resonoivat voimakkaasti, kun niitä skannataan ultraäänellä. Tällöin ne näkyvät kirkkaanvalkoisina. Mutta normaalisti nämä ruiskeena annettavat mikrokuplat säilyvät verenkierrossa alle kymmenen minuuttia, eikä niiden suuntaa voi hallita mitenkään.

Patentoimansa proteiinipinnoitteen avulla Al-Terke onnistui kuitenkin pidentämään mikrokuplien käyttöikää tuntiin. Lisäksi kuplat kiinnittyvät proteenipinnoitteen johdosta valikoiden juuri syöpäsoluihin eikä muihin kudoksiin, jolloin kuplien kuorruttamat syöpäsolut erottuvat selvästi muuta kudosta kirkkaampina ultraäänikuvassa. Tämä syövän varhaisen diagnosoinnin menetelmä on paitsi edullinen, ja sillä on edellytykset tulla laajasti käyttöön kaikkialla maailmassa.

Al-Terken tutkimuksen pohjalle syntynyt Smart Bubbles -hanke sai viime kesänä Business Finlandin 800 000 euron kaupallistamisrahoituksen.

A man sits on stone steps with his arms crossed.

Terveydenhuolto on aina ollut minulle tärkeää. Kun tuli aika valita uusi tutkimussuunta, aloin pohtia uudenlaisia toiminnallisuuksia lääketieteellisiin sovelluksiin

Hedar Al-Terke

Paikallisen erotustarkkuuden kehittäminen

Kädessä pidettävä ultraäänilaite eroaa tavanomaisista syövän kuvantamisvälineistä.

"Magneettikuvauksessa on hyvä paikallinen, mutta huono ajallinen erotustarkkuus. Ultraäänikuvaus taas antaa päinvastaisen tuloksen", Al-Terke sanoo.

Magneettikuvauksen vahvuutena ovat siis erittäin yksityiskohtaiset kuvat tiettynä hetkenä, kun taas ultraääni on parempi näyttämään, miten skannattu alue muuttuu ajan mittaan.

"Smart Bubbles -innovaation avulla lisäämme ultraäänen paikallista resoluutiota. Ultraäänen käyttö on paljon halvempaa kuin magneetti- tai tietokonetomografian, joten meillä on etulyöntiasema muihin syövän kuvantamislaitteisiin verrattuna murto-osalla kustannuksista.”

Mikrokuplat ovat ultraäänen kontrastiaineena perusteellisesti testattu lääketieteen alue. Kuplat itse ovat pienempiä kuin punasolut, ja kehitetty proteiinipinnoite on syötävää, joten munuaiset ja maksa käsittelevät jäljelle jäävän jätteen. Lisäksi Smart Bubbles -mikrokuplat valmistetaan steriilissä ympäristössä.

Suuri osa Smart Bubblesin ensimmäisistä testeistä tehdään OtaNanon valtavan kokoisessa mikroskoopissa äärimmäisen kylmissä eli kryogeenisissä olosuhteissa. Smart Bubblesin seuraava askel on perustaa yritys hankkeen loppuun mennessä eli vuoden 2024 aikana. Esikliiniset kokeet on aloitettu yhdessä yhteistyökumppanin eli Oulun yliopiston kanssa. Al-Terke sanoo, että ensisijaisena tavoitteena on hakea sijoittajarahoitusta kliinisten kokeiden aloittamiseksi vuoteen 2025 mennessä.

Al-Terke näkee Smart Bubbles -alustalle syöpädiagnostiikan lisäksi myös muita käyttömahdollisuuksia. Hänen mukaansa se voi toimia vielä testaamattomissa sovelluksissa, esimerkiksi lääkkeiden kuljetuksessa elimistössä.

”Päädyin tähän innovaatioon, koska olin valmis esittämään niin sanottuja tyhmiä kysymyksiä. Yhteistyö tiimini kanssa voi paljastaa menetelmälle vielä laajempia sovelluksia, kunhan vain jatkamme näiden kysymysten esittämistä”, Al-Terke sanoo.

Hedar Al-Terke sai Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan laitoksen Vuoden 2023 fysiikan innovaatio -palkinnon Smart Bubbles -hankkeestaan. Al-Terke kuuluu professori Robin Rasin johtamaan tutkimusryhmään, joka on osa Elävien toimintojen inspiroimien hybridimateriaalien LIBER-huippuyksikköä. Al-Terken tutkimuksen muita keskeisiä yhteistyökumppaneita ovat Aalto-yliopiston professori Jaakko Timonen, VTT:n tutkimusryhmän johtaja Arja Paananen, VTT:n johtava tutkija Jussi Joensuu ja tutkijatohtori Gregory Beaune

Smart Bubbles -tutkimus tehtiin hyödyntäen OtaNanon eli Suomen kansallisen mikro-, nano- ja kvanttiteknologian tutkimusinfrastruktuurin laitteita.

Lue lisää:

Spherical water droplets on a superhydrophobic surface partially submerged in water. The surface is gray copper colour, while the submerged part is silvery due to thin airfilm captured by the surface.

Soft Matter and Wetting

Functional soft materials and wettability of surfaces are the key research interests of Soft Matter and Wetting research group at Aalto University Department of Applied Physics.

Department of Applied Physics
Aalto University/HYBER

LIBER – Suomen Akatemian huippuyksikkö

Life Inspired Hybrid Materials (LIBER) perustettiin Suomen Akatemian huippuyksikköohjelmaksi 2022-2029.

LIBERin tavoitteena on luoda dynaamisia ja pehmeitä hybridimateriaaleja, jotka pystyvät oppimaan, sopeutumaan tai reagoimaan ympäristöönsä.

Aalto yliopisto piisirulla

OtaNano

Otaniemen mikro- ja nanoteknologioiden infrastruktuuri OtaNano on kansallinen tutkimusinfrastruktuuri kilpailukykyisen tutkimuksen harjoittamiseen nanotieteiden ja -teknologian sekä kvanttiteknologioiden alalla.

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:

Lue lisää uutisia

Lara Ejtehadian, Patrick Rinke, and Ilari Lähteenmäki sitting with coffee mugs and smiling to the camera.
Palkinnot ja tunnustukset, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Aalto-yliopiston avoimen tieteen palkinnon 2023 voittaja – Aalto Materials Digitalization Platform (AMAD)

Haastattelimme Aallon ensimmäisen avoimen tieteen palkinnon voittajia AMAD-tiimistä.
People at the campus
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

CESAER Task Force Openness of Science and Technology vierailee Aallossa

Aalto-yliopisto järjestää CESAER Task Force Openness of Science and Technologyn tapaamisen 16.–17.4.2024.
Kesäinen Otaniemen rantanäkymä, jossa Aalto-yliopiston logo ja tapahtuman nimi sekä VTT:n ja Avoimen tieteen logot.
Kampus, Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Avoimen tieteen ja tutkimuksen kesäpäivät 2024 järjestetään Aalto-yliopistossa

Aalto-yliopisto järjestää Avoimen tieteen ja tutkimuksen kesäpäivät 2024 yhdessä Avoimen tieteen ja tutkimuksen kansallisen koordinaation ja Teknologian tutkimuskeskus VTT:n kanssa.
Jukka Pekola, kuva: Riitta Supperi, Suomen Kulttuurirahasto
Palkinnot ja tunnustukset Julkaistu:

Jukka Pekolalle Suomen Kulttuurirahaston palkinto – ”kvantti kiinnostaa tiede- tai scifi-maailmaa laajemmin”

Professori Jukka Pekola saa Suomen Kulttuurirahaston palkinnon kvanttiteknologiatutkimuksen pitkäaikaisesta edistämisestä ja osallistumisesta ihmiskunnan haasteiden ratkaisemiseen.