Radioaktive merkelapper i kroppen

Et laboratorium i verdensklassen vil gjøre det mulig å utvikle nye radioaktive forbindelser. De kan brukes til avanserte, medisinske bildeundersøkelser av kreft, alzheimer, parkinson, epilepsi og personlighetsforstyrrelser.

ALZHEIMER: – Det vil være spesielt viktig hvis vi klarer å utvikle metoder som gjør det mulig å påvise alzheimer i et tidlig stadium, håper førsteamanuensis Gjermund Henriksen ved Kjemisk institutt. Foto: Dreamstime

Snart åpnes landets første laboratorium for utvikling av nye, radioaktive merkelapper for medisinske undersøkelser.

– Dette vil bli et av de mest avanserte laboratoriene i sin klasse i verden, forteller førsteamanuensis Gjermund Henriksen på Kjemisk institutt ved Universitetet i Oslo.

Det nye forskningslaboratoriet koster 20 millioner kroner og skal stå klart til den offisielle åpningen av SAFE-senteret etter nyttår. SAFE står for “Senter for akseleratorbasert forskning og energifysikk” og er en sammenslåing av forskningsmiljøene i kjernefysikk, kjernekjemi og radiofarmasøytisk kjemi ved Universitetet i Oslo.

Laboratoriet skal brukes for å finne frem til nye forbindelser til bruk i PETundersøkelser. PET (Positron-emisjonstomografi) er en avansert bildediagnostisk metode, der man bruker biomolekyler med hver sin radioaktive merkelapp for å diagnostisere og forstå det molekylære grunnlaget for sykdommer.

I dag: bare kreft

Landets eneste PET-senter for medisinske rutineundersøkelser er Norsk Medisinsk Syklotronsenter på Rikshospitalet. I dag brukes PET-senteret utelukkende til kreftundersøkelser. Kreftpasientene får en sprøyte med druesukker merket med det radioaktive sporstoffet fluor 18. Én time senere blir pasienten skannet for å se hvor radioaktiviteten har samlet seg i kroppen.

Ettersom kreftceller vokser raskere enn andre celler, har kreftcellene også et større forbruk av druesukker. Det betyr at konsentrasjonen av de radioaktive merkelappene er større i svulster enn i normalvev.

Strålingen fra de radioaktive merkelappene registreres av skanneren. Legen får da et tredimensjonalt bilde med en nøyaktig oversikt over hvor kreftsvulstene er.

Metoden er velkjent. Poenget er at PET kan anvendes til langt mer enn å bruke radioaktivt druesukker til rutinemessige kreftundersøkelser.

HELAUTOMATISK: De radioaktive merkelappene blir satt sammen i et helautomatisk laboratorium fullstappet med roboter. Det kjemiske mesterstykket skjer bak tjue centimeter blyglass for at radioaktiviteten ikke skal sive ut, forteller Gjermund Henriksen (t.v.) og Bent Schoultz . Foto: Ola Sæther.

Ubegrensete muligheter

Forskerne vil også bruke det nye laboratoriet til å undersøke andre aspekter ved kreft og til å avbilde den molekylære prosessen i kroppen. Da kan de lære mer om hvordan ulike sykdommer utvikler seg på cellenivå.

– Det er nesten ingen grenser for hvilke diagnoser man kan stille med PET. Vi planlegger å utvikle og produsere radioaktive forbindelser som kan brukes på pasienter med epilepsi, alzheimer og parkinson. Det vil være spesielt viktig hvis vi klarer å utvikle metoder som gjør det mulig å påvise alzheimer i et tidlig stadium. Vi kan også bruke teknikken til å analysere sentralnervesystemet til rusavhengige for å lette avvenningen fra stimulerende medikamenter, forteller Gjermund Henriksen.

Henriksen har en parallell forskerstilling ved Universitetet i München. Der har han brukt teknologien til å forske på nye diagnosemetoder for alzheimer, prostatakreft og biokjemiske prosesser ved akutte og kroniske smertetilstander.

Designer sporstoff

Alle sykdommer fører til karakteristiske endringer i de fysiologiske prosessene. Forskerne må designe sporstoffet slik at det havner på helt bestemte steder i kroppen. Da kan de sjekke hvordan én bestemt reseptor i en celle reagerer på sykdom.

I første omgang skal de nye sporstoffene testes ut på dyr i dyreskanneren til Senter for molekylærbiologi og nevrovitenskap ved Universitetet i Oslo. Det nye laboratoriet er likevel bygd med så store renhetskrav at sporstoffene også kan brukes i medisinske forsøk på mennesker.

Tretrinnsrakett

Det er en omstendelig prosess å produsere de medisinske sporstoffene. Tilberedningen er en tretrinnsrakett. De radioaktive stoffene produseres i syklotronen i kjelleren på Fysisk institutt.

Limingen av radioaktive merkelapper på syntetiske molekyler skal skje i det nye laboratoriet. Selve undersøkelsen foregår i en PET-skanner.

Trinn 1:

Den vanligste radioaktive merkelappen i PET-undersøkelser er som sagt fluor-18. Stoffet har en halveringstid på 110 minutter. Kjernefysikerne produserer fluor-18 i syklotronen, som er en partikkelaksellerator. De lager fluor-18 ved å sende en protonstråle mot vann med tunge oksygenatomer.

Kombinasjonen druesukker og fluor-18 fungerer perfekt for kreftundersøkelser. For å forske på andre sykdommer, trengs det andre målsøkende molekyler.

Karbon-11 kan brukes, men det har en halveringstid på bare 20 minutter. Utfordringen er at halveringstiden ikke må være så kort at radioaktiviteten forsvinner før stoffene brukes i den medisinske undersøkelsen. Fordelen med karbon-11 er at man kan lage helt identiske biologiske molekyler, ved å bytte ut et av de vanlige karbonatomene med et radioaktivt karbonatom.

Trinn 2:

Det tar 20 til 60 minutter å sy merkelappene på syntesemolekylene. Det kjemiske mesterstykket skal skje fullautomatisk i det nye laboratoriet. Laboratoriet er fullstappet med roboter, gjemt bak tjue centimeter blyglass for at radioaktiviteten ikke skal sive ut.

– Vi har en fullautomatisk prosess som behandler så små mengder at vi verken kan se eller røre dem. Maskinen sørger for at alle molekylene får hver sin radioaktive merkelapp. Mengden som kommer ut, er noen millioner ganger mindre enn i et vanlig legemiddel. Det brukes en rekke løsemidler for å vaske ut de stoffene som trengs i de kjemiske reaksjonene, men som ikke skal være med i legemiddelet, forklarer forsker Bent Schoultz ved SAFEsenteret.

Trinn 3:

Det er en evig kamp med tiden. Når laboratoriet har gjort sitt, må stoffet sendes med ekspressbud til PET-undersøkelsen, før radioaktiviteten forsvinner. 20 000 detektorer i PET-skanneren måler den radioaktive strålingen fra pasienten. Dataene kjøres gjennom en matematisk modell og settes sammen til et tredimensjonalt bilde av sykdommen.

Sinke

Selv om Norge nå får et av verdens mest avanserte PET laboratorier, som er satt sammen av det beste som fins av teknologier fra tilsvarende laboratorier over hele verden, har vi likevel ikke altfor mye å skryte av.

Som et av de siste landene i Europa åpnet Norge sitt første PET senter for to år siden.

Gjermund Henriksen beklager at Norge er minst like trege når det gjelder forskning på PET.

– Det er på tide at vi kan forske på radiofarmasøytisk kjemi i Norge. Vi ligger 23 år etter England og 14 år etter Tyskland.

Henriksen har enda et aber i jakkeermet.

– Vi mangler penger til vedlikehold, service, kjemikaler og til stillinger. Får vi ikke dedikerte penger til stillinger og drift av laboratoriet, har vi bare råd til å drive laboratoriet en ukes tid etter åpningen. Dette er som å kjøpe et høyhastighetstog uten høyhastighetslinje. Universitetet i Oslo arbeider nå med å skaffe penger til driften. Forskningsrådet kan gjerne få pepper. Det er dessverre altfor liten støtte til nukleær forskning i Norge, beklager Gjermund Henriksen.

Av Yngve Vogt
Publisert 1. feb. 2012 11:47
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere