Vähki saab "kuulata"

IMELINE TEADUS

26. aprill 2011, 12:29

Uus tehnika paljastab melanoomi varem ja palju täpsemalt kui arstid seda varem suutsid teha. Kasutades vähirakkude täpse asukoha ja leviku väljaselgitamisel helilaineid, saavad arstid tulevikus tagada palju täpsema kirurgilise sekkumise ja inimelude päästmise. Paljud meist on vaadelnud oma keha ning avastanud sünnimärgi, mis on suuremaks kasvanud või kuju muutnud. Õnneks on see tihti vaid ohutu muutus, kuid mõnedel juhtudel on arenemas halvaloomuline vähiliik. See on aga probleem, sest kui vähi poolt põhjustatud sünnimärgi muutused saavad nähtavaks, on haigus juba kaugele arenenud ja väga ohtlik.

See on aga tegelikult väga raske, kuna piiri terve ja vähihaige koe vahel on raske kindlaks teha. Nimelt ei arene melanoom mitte ainult üksikuks nähtavaks kasvajaks, vaid levib kergesti nahapinnal ja annab siirdeid nahaalustesse kudedesse. Seetõttu kompavad kahjustatud sünnimärke eemaldama hakkavad arstid nö pimeduses. Kirurgid võivad hõlpsasti kahe silma vahele jätta vähirakkude väikesed, isoleeritud ”saared” naha all või eemaldada liiga palju tervet nahka.

Vähirakud kõlavad teisiti

Nüüd on aga Washingtoni ülikooli teadlased USAs St. Louise’is arendanud välja tehnika, mis suudab määratleda detailid ja teha kõrge resolutsiooniga 3D-pildid alumistest nahakihtidest. Tehnikat kutsutakse fotoakustiliseks tomograafiaks ja selles kasutatakse koosmängu valguse ja helilainete vahel. Valguskiirgus soojendab materjale, nii et nad paisuvad. Kui kiirgus saata teele teatud kindla sagedusega impulssidena, paneb see materjalid kiires rütmis paisuma ja kokku tõmbuma – teisisõnu hakkavad need vibreerima. Vibreerimine tekitab aga helilaineid. Just seda fenomeni kasutavadki teadlased, registreerides naharakkude laserikiirgusega mõjutamisel tekkivaid helisignaale. Vibreerivate rakkude helilained salvestatakse ja saadetakse arvutisse, mis tõlgib need piltideks.

Vähirakkudel on teistsugune struktuur kui tervetel rakkudel, seepärast saadavad nad ka teistsuguse sagedusega helilaineid tagasi. Arvuti loob seejärel helilainete analüüsi põhjal täpse pildi kasvaja levikust – ka sügavuti koe sees. Viimane on tähtis, kuna seni on just sügavuti levikut väga raske näha olnud.
”Selle tehnikaga saame kudede eristatavust parandada kuni 1000 korda,” selgitab professor Lihong Wang, kes on uue meetodi arendamise esirinnas. ”Võime luua suure resolutsiooniga pilte mikroskoopilistest rakuosadest, veresoontest ja rakumuutustest kuni seitsme sentimeetri sügavuseni naha all.”
Pealegi on see tehnika palju leebem, võrreldes paljude optiliste skaneerimismeetoditega nagu näiteks röntgen- või PET-uuring, mille kiirgus koosneb suure energiaga footonitest.

Lihong Wangi teadlaste rühm on muuhulgas leidnud, et melanoomi fotoakustilisi pilte saab kontrastainet kasutades veelgi selgemaks teha. Melanoomi rakkude tume värvus on tingitud sellest, et nad on melaniini poolt tugevalt pigmenteeritud ja see võib anda udusemaid pilte. Parandamaks kontrasti vähikoe ja normaalse koe vahel, otsisid teadlased ainet, mis suudaks suurendada valguse neeldumist vähikoesse.

Kuld suurendab kontrasti

Teadlased leidsid perfektse lahenduse – kuld. Sellel väärismetallil on nimelt omadus neelata valgust miljon korda paremini kui melaniinil melanoomi rakkudes. Kullale lisati nanoosakesi, mis olid kaetud hormooniga, mis seob end melanoomi rakkude külge. Katsetes hiirtega pritsisid teadlased osakesed sünnimärkide lähedal naha sisse ning märkasid, et osakesed kogunesid peamiselt vähirakkudesse – täpselt nii, nagu nad olid lootnud. Selle tulemusena muutus fotoakustiline signaal vähirakkudest 35 protsenti tugevamaks kui vastavates katsetes ilma kontrastaineta. Samal ajal paljastasid pildid vähirakkude selgeid ”saari” naha all, mida siiani oli võimatu näha.
Fotoakustiline tomograafia ei ole tulevikus relv mitte ainult nahavähi vastu. Meetodi taga olevad teadlased eeldavad, et seda saab kasutada ka teiste kehaosade skaneerimiseks ja väikeste detailide, näiteks rakkude geneetilise aktiivsuse ja organite ja kudede füsioloogiliste funktsioonide  mõõtmiseks.

Vaata kõiki uudiseid

Toetajad:

Telli ajakiri

Telli National Geographic
Imeline Teadus on Skandinaavia suurim populaarteaduslik ajakiri.
Ajakiri ilmub ühe korra kuus, iga kuu alguses.
Hind: e-arve püsimaksega 6,95 €, 1 aastaks 79 €
Telli Ajakiri