Kiinamyllynmäellä tehdään maailmanluokan diabetestutkimusta

Tyksin sairaala-alueella Kiinamyllynmäellä toimivassa PET-keskuksessa on nykyisin käytössä useita PET-kameroita, ja tämän vuoden aikana arvokkaaseen kamerakalustoon saadaan täydennystä.

PET-kuvantaminen tuottaa tietoa kudosten toiminnasta, elimistön aineenvaihdunnasta ja lääkeaineiden käyttäytymisestä kudoksissa. Sen avulla voidaan löytää ratkaisuja muun muassa tyypin 2 diabeteksen ehkäisyyn ja hoitoon.

Lähitulevaisuudessa menetelmä tarjoaa uusia mahdollisuuksia myös tyypin 1 diabeteksen tutkimiseen.

– PET-tutkimuksen avulla saamme ainutlaatuista tietoa muun muassa siitä, miten ihmisen kudosten toiminta on häiriintynyt aineenvaihduntasairauksissa. Näemme myös, kuinka lääkehoidot korjaavat näitä häiriöitä, kertoo PET-kuvantamistutkimusta pian 30 vuotta tehnyt professori Pirjo Nuutila.

Tutkimusosaaminen auttaa lääkäreitä

Nuutila työskentelee aineenvaihduntatutkimuksen professorina ja tutkijana PET-keskuksessa, sekä endokrinologian ylilääkärinä TYKSissä ja Turun yliopiston tutkijakoulun johtajana. Hän on ohjannut neljäkymmentä tohtorintutkintoa.

– Iso osa PET-keskuksessa työskennelleistä väitöskirjatutkijoista on ollut suomalaisia tai ulkomaalaisia lääkäreitä. Päätoimiselle akateemiselle tutkijan uralle heistä on lopulta päätynyt vain jokunen, mutta kolmannes on jatkanut tutkimusta kliinisen työn ohessa, Nuutila arvioi.

Nuutilan mielestä lääkärien tieteellisessä tutkimustyössä saamista kokemuksista on hyötyä, vaikka heidän tutkijataipaleensa päättyisi väitöskirjan tekemiseen.

– Se auttaa heitä seuraamaan uusimpia tutkimustuloksia ja soveltamaan niitä potilaiden hoidossa.

PET-menetelmällä on useita etuja

PET on lyhennys sanasta positroniemissiotomografia, mikä tarkoittaa positronisäteileviä radioaktiivisia radiolääkeaineita käyttävää tietokoneleikekuvausmenetelmää.

PET-kuvauksen alussa tutkittavalle annetaan laskimoon lyhytikäistä positroneja säteilevää radiolääkeainetta, esimerkiksi leimattua sokeria, jota elimistön kudokset käyttävät samaan tapaan kuin sokeria.

Kuvaus tuottaa kolmiulotteisia kuvia merkkiaineen jakaantumisesta elimistössä.

– PET-menetelmän etuja ovat sen herkkyys ja tarkkuus sekä kajoamattomuus. Voimme saada yhden PET-tutkimuksen aikana kerätystä tiedosta selville esimerkiksi, miten lääkitys tai vaikkapa liikunta vaikuttaa lihasten, sydämen, maksan ja aivojen sokerinkäyttökykyyn.

Nuutilan mukaan ennen PET-menetelmien kehittämistä ei lihavuuden vaikutuksista aivoihin tai rasvakudoksen aineenvaihduntaan ei tiedetty kovin paljoa.

– Kun PET-tietokonetomografiakuvaukset yleistyivät kymmenen vuotta sitten, löytyi ihmisen kaulan alueelta toiminnallista ruskeaa rasvaa, Nuutila kertoo.

Laajaa yhteistyötä tutkimuksessa

PET-keskus on Turun yliopiston, Åbo Akademin ja Tyksin yhteinen, valtakunnallinen tutkimuskeskus. Omistajatahot ovat vuosikymmenten aikana investoineet sen kehittämiseen paljon.

PET-keskuksessa tehtävä tutkimukset tarkoittavat tieteellisen tutkimus- ja julkaisutoiminnan lisäksi myös diagnostisia potilastutkimuksia.

Nykyisin PET-kameroita on käytettävissä lähes kaikissa keskussairaaloissa, mutta niillä on käytettävissään rajallinen valikoima radiolääkeaineita. Koska Turun PET-keskuksessa on saatavilla sellaisia lyhytikäisiä merkkiaineita, joita ei ole muualla Suomessa, lähetetään Turkuun potilaita ympäri Suomea.

Nuutilan mukaan PET-keskus on diabetestutkimuksessa maailman ykköspaikka mitä tulee elävillä ihmisillä tehtävään diabetestutkimukseen.

– Yhdistimme 1990-luvun alussa PET-kuvantamisen sen hetken parhaaseen diabetestutkimusosaamiseen yhteistyössä helsinkiläisten Hannele Yki-Järvisen ja Veikko Koiviston kanssa. Siitä käynnistyi tutkimusala, joka on tuottanut huomattavan määrän väitöskirjoja, ja jonka tuloksista on kerrottu lukuisissa arvostetuissa kansainvälisissä tutkimusjulkaisuissa.

Nykyisinkin turkulaiset tekevät tiivistä yhteistyötä Helsingin yliopiston ja Itä-Suomen yliopiston diabetestutkijoiden kanssa. PET-keskuksen kansainvälinen yhteistyöverkosto ulottuu Yhdysvaltoihin asti.

Kiinnostuksen kohteena aivojen merkitys

PET-keskuksen johtajan, professori Juhani Knuutin ja Nuutilan tutkimusryhmät muodostavat yhdessä Itä-Suomen yliopiston tutkijoiden kanssa Suomen Akatemian rahoittaman verenkierto- ja aineenvaihduntasairauksien tutkimuksen huippuyksikön.

– Tällä hetkellä minun tutkimusryhmääni kiinnostaa erityisesti aivojen merkitys metabolisten sairauksien synnyssä sekä niiden osuus maksan ja haiman toiminnan sääntelyssä, Nuutila kertoo.

Tavoitteena on ymmärtää, miten tyypin 2 diabetes syntyy, miten sen puhkeaminen voitaisiin estää ja mikä olisi paras hoito jo puhjenneeseen sairauteen.

– PET-kuvantaminen on auttanut ymmärtämään paremmin aineenvaihdunnan säätelyä ja ihmisen fysiologiaa sekä tyypin 2 diabeteksen kehittymistä ja hoitojen vaikutuksia. Se on tehnyt monimutkaisen tutkimuskokonaisuuden hallinnasta hieman yksinkertaisempaa.

Nuutilan mukaan johtopäätösten tekemistä tukee myös se, että kuvantamistuloksia on mahdollista yhdistää verestä mitattaviin aineenvaihduntatuotteisiin ja genetiikkaan.

Lihavuus ei ole tahtotila

Yksi lihavuusleikatuilla tehdyistä PET-tutkimuksen ja toiminnallisen magneettitutkimuksen havainnoista on, että valtaosa vaikeaan lihavuuteen liittyvistä häiriöistä aivoissa alkaa lihavuusleikkauksen myötä korjaantua nopeasti.

– Lihavuus ei ole tahtotila. Lihavien ihmisten aivojen fysiologia on häiriintynyt, aivojen reaktiot ruokaärsykkeille ovat muuttuneet ja kylläisyyden tunnetta välittävien myy-opioidireseptorien määrä on vähentynyt.

PET-kuvantamisella on voitu osoittaa, että kuusi kuukautta lihavuusleikkauksen jälkeen näiden reseptorien määrä on lisääntynyt terveitten tasolle.

– Tähän sopii myös se, että usein leikkauksen jälkeen potilaat kertovat ruuan määrän säätelykykynsä palautuneen.

Vaikka tyypin 2 diabeteksen lisääntyminen kuormittaa sekä yksilöitä että yhteiskuntaa, näkee Nuutila ikävässä asiassa myös tilaisuuden.

– PET-tutkimus on osaltaan osoittanut, että tyypin 2 diabetekseen voidaan vaikuttaa myös lääkkeittä. Potilasmäärän kasvu ja suomalaisten myönteinen asenne tutkimusta kohtaan ovat auttaneet meitä tutkimusten toteuttamisessa.

Vaikka tieteellisesti tärkeintä on saada tarkkoja lukuja, kuvantamisen avulla voidaan myös visualisoida ja konkretisoida asioita, Nuutila toteaa.

Uusia mahdollisuuksia tyypin 1 diabeteksen tutkimiseen

TYKSin suojissa alkoi aikanaan myös toinen uraa uurtavaa suomalainen diabetestutkimus, kun tyypin 1 diabeteksen ennustamiseen ja ennaltaehkäisyyn liittyvä DIPP-tutkimus käynnistyi siellä 25 vuotta sitten.

DIPP- ja PET-tutkijat tekevät yhteistyötä, joka voi tuo uusia mahdollisuuksia tyypin 1 diabeteksen tutkimukseen.

– Olen yhdessä radiokemian professori Olof Solinin kanssa kehittänyt jo kymmenisen vuotta PET-kuvantamiseen merkkiainetta, joka mahdollistaisi ihmisen haiman beetasolujen määrän mittaamisen. GLP-1-hormonin kaltaiset beetasolumerkkiaineet ovat lopulta osoittautuneet lupaavimmiksi. Vuoden 2020 alussa voimme todennäköisesti ihmisten edetä tutkimiseen.

Nuutila uskoo, että uusi Turussa kehitetty merkkiaine voi helpottaa muun muassa insulooman eli insuliinia erittävää haimakasvainten löytämistä sekä kertoa GLP-1:n sydän- ja aivovaikutuksista.

Rahoitus ratkaisee tutkijan uran

Professori Nuutila iloitsee PET-keskuksen tutkijoiden hyvästä menestyksestä Diabetestutkimussäätiön apurahahaussa keväällä 2019.

Keskuksen tutkija dosentti Jarna Hannukainen sai säätiön 100 000 euron suurapurahan ja kolme muuta postdoc-tutkijaa pienemmät, runsaan 10 000 euron apurahat.

– PET-keskuksessa työskenteleviä tutkijoita yhdistävät ainakin innovatiivinen tutkimusote ja hyvä yhteishenki. Täällä puhalletaan yhteen hiileen, mikä varmasti tukee jokaista tutkijaa myös hänen omassa työssään.

Kaikki apurahan saaneet ovat tehneet tutkimusta, josta on kerrottu diabetestutkimusalan parhaissa tieteellisissä julkaisuissa. Yksi rahoituksen saamisen edellytys eli laadukkaat apurahahakemukset viestivät omalta osaltaan, että nämä tutkijat kykenevät viemään hankkeensa maaliin, Nuutila painottaa.

Hän korostaa apurahojen – pienempienkin – merkitystä nuorten diabetestutkijoiden tukemisessa ja tutkimistyön mahdollistamisessa.

– Säätiörahoitus auttaa heitä itsenäistymään tutkijana, viemään omia tutkimusideoitaan eteenpäin ja hankkimaan lisää osaamista. Se voi mahdollistaa hakeutumisen ulkomaille, oman tutkimusryhmän perustamisen sekä avata väyliä lisärahoituksen saamiseen.

Erityisesti äskettäin väitelleiden tutkijoiden asema on Nuutilan mukaan Suomessa tukala. Heidän on äärimmäisen vaikeaa työllistyä yliopistoihin, koska tutkijan paikkoja ei juuri ole. Näin ollen jatkaminen tutkijan uralla edellyttää ulkopuolisen rahoituksen hakemista ja saamista.

Ei apurahapäätöksiä lähipiirille

Professori Nuutila on Diabetestutkimussäätiön hallituksen jäsen, mutta hän ei voi vaikuttaa siihen, myöntääkö säätiö apurahoja hänen omaan lähipiiriinsä kuuluville tutkijoille.

Esitykset myönnettävistä apurahoista tekee Diabetestutkimussäätiön tieteellinen valiokunta, myöntöpäätökset tekee säätiön hallitus. Kummankaan jäsenet eivät osallistu apurahapäätöksiin, jotka koskevat heidän omaan lähipiiriinsä kuuluvien tutkijoiden apurahoja.

Tieteellisen valiokunnan ja hallituksen jäsenyys on määräaikainen. Säätiö ei myönnä apurahoja tai maksa palkkaa omien toimielintensä jäsenille.

Lue lisää PET-keskuksesta(avautuu uuteen ikkunaan, siirryt toiseen palveluun) (englanninkielinen sivusto)