Iso soikio on hiukkasukiihdytin, joka tuottaa protonit. Seuraavassa kammiossa protonit irrottavat litiumlevyistä neutronit. Neutronisuihku ohjataan potilaan kasvaimeen. Potilas on kuvan sininen hahmo. Kuva: Neutron Therapeutics
Iso soikio on hiukkasukiihdytin, joka tuottaa protonit. Seuraavassa kammiossa protonit irrottavat litiumlevyistä neutronit. Neutronisuihku ohjataan potilaan kasvaimeen. Potilas on kuvan sininen hahmo. Kuva: Neutron Therapeutics

Uutta menetelmää kokeillaan ensimmäisenä maailmassa.

Helsingissä aletaan ensimmäisenä maailmassa antaa syöpäpotilaille sädehoitoa uudenlaisella laitteistolla vuonna 2018. Yhdysvaltalainen Neutron Therapeutics rakentaa neutronisuihkun tuottavan nuBeam-laitteiston Meilahden sairaala-alueelle.

Boorineutronikaappaushoito on maailman mittakaavassa harvinaista hoitoa, mutta sitä annettiin Suomessa vuosina 1999–2011 Otaniemen pienen tutkimusydinreaktorin avulla parillesadalle potilaalle.

Todellakin: ydinreaktorin. Potilas makasi reaktorin vieressä ja painoi sairaan kohtansa vasten pientä aukkoa reaktorin kyljessä. Reaktori kytkettiin päälle, ja uraani halkesi synnyttäen neutroneita. Neutronisuihku muokattiin sopivan hitaaksi ja ohjattiin aukosta kohti syöpäkudosta.

”Juuri kytkös ydinreaktoriin on estänyt boorineutronikaappaushoitoa yleistymästä. Hoito on kallista, ja harva sairaala haluaa tiloihinsa ydinreaktoria”, Husin syöpäkeskuksen tutkimusjohtaja ja syöpätautiopin professori Heikki Joensuu sanoo.

Maailmalla on pitkään yritetty tuottaa tarvittava neutronisuihku ilman ydinreaktiota. Nyt Neutron Therapeuticsin laitteisto on luultavasti ratkaissut asian.

Sen hiukkaskiihdytin irrottaa vetyatomeista elektronit ja tuottaa protonisuihkun. Ongelma on ollut protonien muuttaminen neutroneiksi pienessä tilassa. NuBeamin insinöörien oivallus oli ohjata protonisuihku pyörivään litiumlevykköön. Maailmankaikkeuden kevein metalli litium kaappaa protonin ja muuttuu pykälää raskaammaksi alkuaineeksi, berylliumiksi. Reaktiossa vapautuu neutroni.

”Neutroneita syntyy riittävästi. Sädekeila on jopa parempi kuin ydinreaktiosta saatava, koska siinä on enemmän sopivan hitaita neutroneita”, Joensuu sanoo.

Toisin kuin tavallisessa sädehoidossa, boorineutronikaappaushoidossa syöpäsolut merkataan kemiallisesti ennen nitistämistä. Potilaalle annetaan liuoksena suoneen boorifenyylialaniinia eli aminohappoon sidottua booria.

Solut tarvitsevat aminohappoja proteiinien rakennuspalikoiksi. Syöpäsolut kasvavat erityisen ärhäkästi, joten ne imuroivat sisäänsä boorifenyylialaniinia noin neljä kertaa niin paljon kuin elimistön omat solut.

Tämän jälkeen potilaan kasvainkohdan läpi ammutaan neutronisuihku. Neutronit ovat melko vaarattomia, mutta booriatomissa ne saavat aikaan fissioreaktion. Boori kaappaa neutronin ja hajoaa litiumiksi ja heliumiksi.

Syntyvät litium- ja heliumhiukkaset ovat nopeita, energisiä ja vahvasti ionisoivia. Ne tekevät solussa suurta tuhoa ja pilkkovat muun muassa dna-rihmaa rikki. Hiukkaset kuitenkin menettävät nopeasti energiansa ja vauhtinsa vuorovaikutuksissa, joten tuho jää solun sisälle.

Ne siis tuhoavat syöpäsolujen dna:ta, mutta eivät juuri vaurioita terveitä soluja. Hoidon jälkeen syöpäsolu ei pysty jakautumaan. Hyvässä tapauksessa kasvain katoaa ajan oloon täysin.

Otaniemen reaktorin aikoihin boorineutronikaappaushoidosta saatiin lupaavia tuloksia. Aivosyöpiä ei onnistuttu parantamaan, mutta muista pään ja kaulan alueen syövistä tuli hyviä hoitovasteita. Muutaman ”toivottomassa tilanteessa” olleen potilaan henki pelastui.

Vertailua heikentää se, että hoitoa annettiin vain potilaille, joille oli jo kokeiltu kaikkea muuta. Monet kuolivat, koska syöpä oli lähettänyt etäpesäkkeitä.

Uutta nuBeam-laitetta on tarkoitus kokeilla aluksi vain tutkimustarkoituksessa. Näin varmistetaan hoidon turvallisuus. Samalla luodaan kansainväliset hoitostandardit. Hoidot aloitetaan uusiutuneista pään ja kaulan syövistä.

”Boorineutronikaappaushoito on nyt helpompaa kuin ennen, joten laitteet toivottavasti yleistyvät”, Joensuu ennakoi.

”Tämä saattaa käynnistää lumivyöryefektin, jossa hoidon hintakin putoaa. Tällöin myös uusien boorinkantaja-aineiden kehittely käy kannattavaksi.”

Joensuu näkee mahdollisuuksia etenkin boorineutronikaappaushoidon yhdistämisessä perinteisiin syöpähoitoihin.

”Tavallinen sädehoito voi tuhota niitä syöpäsoluja, jotka eivät kerää niin paljon booria”, hän selittää. Osalle potilaista voidaan antaa kumpaakin hoitoa ja lisäksi lääkkeitä.

Euroopan avaruusjärjestön havainnekuvassä on asteroidi Didysos ja sitä kiertävä kappale, johon tutkijat törmäyttäisivät luotaimen.

Yhdysvaltain avaruusjärjestö Nasan ja Euroopan Esan tutkijat haluavat selvittää, miten asteroideja voitaisiin torjua, mutta Euroopan puolelta rahoitus on jäissä.

Kuulussa Armageddon-katastrofielokuvassa 1990-luvulta Bruce Willisin johtama tiimi lähetetään avaruuteen räjäyttämään Maata kohti syöksyvä asteroidi palasiksi.

Yhdysvaltojen ja Euroopan avaruusjärjestöjen Nasan ja Esan tutkijat suunnittelevat vähän samaa, mutta paljon pienemmässä mitassa ja ilman ydinpommeja.

Niin sanottu Aida-hanke on ollut vireillä jonkin aikaa. Nimi tulee sanoista Asteroid Impact and Deflection Assessment.

Sen tarkoitus on laukaista luotain Didymos-asteroidille, jota kiertää myös pieni kuu. Didymoksen läpimitta on 800 metriä ja sitä kiertävän kappaleen läpimitta on 150 metriä.

Tutkijat haluavat törmäyttää luotaimen tähän pienempään kappaleeseen. Ajatuksena on tutkia, miten asteroidien ratoja pystytään muuttamaan törmäyksellä.

Aida koostuisi kahdesta luotaimesta: eurooppalaisten Aim laukaistaisiin ensin ja se asettuisi kiertämään Didymosta.

Aim tekisi tärkeitä mittauksia ja sen jälkeen laukaistaisiin amerikkalaisten Dart, joka törmäisi Didymoksen kuuhun ja suistaisi sen radaltaan.

Didymos sopii kohteeksi, koska se on lähellä ja törmäyskoe ei saisi sen kuuta syöksymään Maata kohti. Didymoksen kuu on myös samaa kokoluokkaa kuin maapalloa todennäköisimmin uhkaavat asteroidit. Asiasta kertoo Nasan verkkosivu.

Uhkaavia asteroideja ei tällä hetkellä tunneta. Asteroidivyöhykkeellä on kuitenkin tuhansia ja tuhansia kappaleita, jotka voisivat mahdollisesti joskus ajautua törmäämään maapalloon.

Kiviä putoilee silloin tällöin. Kuuluisa Siperian Tunguskan räjähdys vuonna 1908 aiheutui todennäköisesti pienehkön asteroidin törmäyksestä. Vuonna 2013 Tšeljabinskin yllä räjähti meteori, joka aiheutti 1 600 ihmisen loukkaantumisen.

Tutkijat uskovat, että asteroidien törmäykseltä voidaan suojautua. Siksi Aida-hankkeen eteneminen olisi tärkeää.

”Emme ole voimattomia asteroidien edessä. Mutta meidän täytyy harjoitella niiden torjumista tosielämässä siltä varalta, että joskus joudumme oikeasti suistamaan asteroidin radaltaan”, sanoo yhdysvaltalaista osaa hankkeesta johtava Andrew Cheng tiedotteessa.

Viime joulukuussa Euroopan avaruusjärjestö Esan jäsenmaat peruivat rahoituksen toiselta hankkeeseen tarvittavalta luotaimelta

Rahat ohjattiin Marsista elämää etsivään ExoMars-hankkeeseen.

Nyt tutkijat yrittävät lobata asteroidihanketta taas henkiin.

Latviassa pidetyssä tapaamisessa tutkijat esittivät halvemman vaihtoehdon Aimin toteuttamiseksi.

Uudessa versiossa luotaimesta olisi riisuttu Didymoksen kuuhun suunniteltu laskeutuja ja poistettu tutkajärjestelmä, joka luotaisi kuun rakennetta. Hintalappu olisi nyt 210 miljoonaa.

Nasan Dart-hanke eli varsinainen törmääjä etenee eurooppalaisista huolimatta, mutta Dart ei pysty tekemään kaikkia niitä tärkeitä mittauksia, joihin Aimia tarvittaisiin.

Aimin pitäisi mitata tarkasti kappaleen massa, jotta törmäyksen vaikutukset voitaisiin myös mitata.

”Emme ole koskaan kokeilleet asteroidin työntämistä radaltaan eikä sitä voi testata laboratoriossa mitenkään. Meidän täytyy selvittää, pitävätkö simulaatiomme ja mallimme paikkansa”, kertoo Esan johtaja Jan Woerner.

Nasa rakentaa Dart-luotaintaan edelleen alkuperäisessä aikataulussa. Sen olisi tarkoitus törmätä asteroidiin vuonna 2022.

Tutkijat sanovat, että parasta olisi ollut saada Aim tekemään mittauksia samaan aikaan Dartin kanssa. Aim pystyy heidän mukaansa hoitamaan tehtävänsä myös törmäyksen jälkeen, jos hanke ylipäätään saa rahoitusta.

Koirat, joilla oli tietty muoto oksitosiiniin liittyvästä geenistä, kääntyvät herkemmin omistajansa puoleen. Sama geenivariantti löytyi myös susilta.

Aivoissa erittyvä kiintymyshormoni oksitosiini on tärkeä osa ihmisten välistä sosiaalista kanssakäymistä. Hellyydenosoitukset kuten halaaminen ja suutelu saavat oksitosiinia erittymään, ja sitä vapautuu erityisesti seksin aikana.

Oksitosiini säätelee myös ihmisen ja lemmikkien välistä elämää. Lemmikin silittely vapauttaa oksitosiinia, ja samalla tavoin koirankin aivot raksuttavat.

Ruotsalaisessa Linköpingin yliopistossa tutkittiin oksitosiinin vaikutusta kultaisiin noutajiin. Koirat, joilla oli tietty geenimuunnos oksitosiinireseptoriin liittyvällä alueella perimässä, kääntyivät herkemmin omistajansa puoleen pyytääkseen apua.

Tutkimuksessa pantiin 60 kultaista noutajaa ratkaisemaan yksinkertainen pulma. Niiden piti avata kansi saadakseen herkkupalan.

Ensimmäisen kierroksen jälkeen kansi suljettiin niin, ettei koira voinut saada sitä auki. Tarkoitus oli katsoa, miten herkästi koira hakee omistajaltaan apua.

Kolme varttia ennen koetta koirien kuonoon suihkutettiin joko oksitosiinia tai suolavesiliuosta. Sitten tutkijat ottivat aikaa, kuinka kauan koira jaksaa itsekseen painia kannen kanssa.

Oksitosiinisuihke todella vaikutti, mutta vain osaan koirista. Sellaiset koirat, joilla oli tietty oksitosiinireseptoriin liittyvä geenivariantti, tulivat helpommin pyytämään apua omistajaltaan.

Samoja koiria testattiin myös suolavesiliuoksella, mikä odotetusti ei vaikuttanut avuntarpeen lisääntymiseen.

Kaikista koirista otettiin dna-näytteet. Tutkijat paikansivat erityyppisiä muunnoksia oksitosiinigeenien lähistöllä niiden kromosomistossa. Niin sanotun AA-genotyypin koirat reagoivat oksitosiiniin, kun taas GG-genotyypin koirat eivät.

Samaa vaihtelua havaittiin myös susilla. Tutkijat analysoivat 21 suden dna:ta niiden verinäytteistä.

Toisin sanoen oksitosiinireseptoriin liittyvät muunnokset olivat susilla jo ennen niiden kesyttämistä koiriksi. Se voi selittää, miksi tietyt sudet muinoin tulivat paremmin ihmisten kanssa toimeen.

”Tulokset antavat olettaa, että ihmiset aikoinaan valitsivat kesytettäviksi yhteistyökykyisiä susia ja jalostivat niistä seuraavia sukupolvia”, sanoo tiedotteessa Mia Persson, yksi tutkijoista.

Tutkimuksen julkaisi Hormones and Behaviour.