UEF Bulletin 2016
i framtiden kan cancer diagnostiseras genom lukt och polyaminer kan vara nyckeln till ny diagnostik.
många studier har dragit slutsatsen att cancer har en distinkt lukt. Hundar kan utbildas och elektroniska näsor programmeras för att känna igen cancer genom att lukta patientprover, men det finns fortfarande ingen säkerhet om vad som exakt orsakar lukten.
enligt Professor Jouko Vepsäläinen (på bilden ovan) kan svaret vara polyaminer., De är en grupp molekyler som spelar en viktig roll i celltillväxt, proliferation och differentiering. Ökad cellproliferation och ökade polyaminnivåer är typiska för cancer. Dessutom luktar polyaminer faktiskt dåligt.
Vepsäläinen har studerat polyamins roll i cancer i nästan 20 år med andra UEF-pionjärer inom området, Professor Leena Alhonen och den avlidne Professorn Juhani Jänne., På senare tid, och med universitetets strategiska finansiering, har hans grupp Wet Chemistry Alliance vid apoteket gått samman med forskare i Tammerfors och Helsingfors för att utveckla cancerdiagnostik eventuellt baserad på patienternas polyaminprofiler. För att bättre förstå polyamins funktion och potential utvecklar hans grupp analys och syntes av polyaminer och söker efter nya terapeutiska ändamål för läkemedel som påverkar polyaminmetabolism.,
lukten av cancer orsakas av en blandning av flyktiga föreningar, som är mödosamma och kostsamma att identifiera med traditionell analys. Vepsäläinens grupp har utvecklat en snabbare metod baserad på vätskekromatografi och tandemmasspektrometri (LC-MS/MS), med vilken en mängd olika polyaminer kan analyseras samtidigt.
U
raneprover mäts med LC-MS / MS med hjälp av specifika joner för varje polyamin, visualiseras som toppar i kromatogrammet.,
förutom alla polyaminer som är vanliga i humana celler var gruppen den första i världen att syntetisera sina deuteriummärkta motsvarigheter, som används som interna standarder i analysen, som är nödvändiga för noggrann kvantitativ polyaminprofilering och därmed detekterar cancer från patienternas urinprover.
”Vi har kunnat diskriminera prostatacancer från godartad prostataförstoring, för att upptäcka äggstockscancer och för att berätta vilket stadium cancern befinner sig i, baserat på polyaminprofiler”, säger Vepsäläinen.
” därefter planerar vi att analysera prover från andra vanliga cancerformer.,”
applicera resultaten på en elektronisk näsa, Dr Niku Oksala grupp vid universitetet i Tammerfors kunde upptäcka prostatacancer från urin lukt utskriftsprofiler precis som den gemensamma PSA-test från blod.
”vår analys är ännu inte genomförbar för klinisk användning, men en bärbar eNose har stor potential i screening, diagnostik och uppföljning av cancer. Det skulle kunna möjliggöra tidigare diagnostik och därmed ett bättre resultat av många cancerformer, och minska behovet av dyra tester och biopsier, säger Vepsäläinen.,
en elektronisk näsa kan dock inte känna igen enskilda föreningar, bara ett luktmönster baserat på tillhandahållna data. Det behövs mer forskning för att se till att det som upptäcks verkligen är polyaminer och för att träna det för att känna igen polyaminprofiler i olika cancerformer.
Här kommer hundar att rädda. I samarbete med Docent Anna Hielm-Björkmans Dogriskprojekt vid Helsingfors universitet kommer hundar som är utbildade för att upptäcka cancer från urinprover att ges prover med syntetiserade polyaminer som efterliknar cancerprofiler., ”Om hundarna väljer dessa prover kan vi vara ganska säkra på att polyaminer orsakar lukten.”
hennes fokus på hundar, Hielm-Björkman avslöjar att hundens cancerprover har en extra fördel i forskningen. – Mat innehåller också polyaminer, men med hundar är det lätt att eliminera effekterna av olika livsmedelsprodukter på polyaminnivåer genom att hålla dem alla på en liknande diet.
utvecklingen av polyaminanalys samt omfattande syntes och deuteriummärkning av polyaminer på Kuopio Campus är mycket resultatet av Dr.Merja Häkkinens flera års arbete., Forskargruppen har redan fått förfrågningar från Internationella läkemedelsaktörer som är villiga att köpa molekylerna för sin egen forskningsanvändning.
Häkkinen påpekar att polyaminer kan vara viktiga markörer inte bara vid diagnostik utan vid bedömning av patienternas svar på behandlingen. – I proverna vi har analyserat har cancerpatienternas polyaminprofiler skilt sig före och efter operationen.
användningen av polyaminprofilering sträcker sig från olika typer av cancer till många andra sjukdomar där förändrade polyaminnivåer har observerats, såsom urinvägsinfektioner., De är vanliga bland äldre och hos äldre kan de orsaka beteendesymtom som kan förväxlas med demenssymtom.
– om några år kan urinvägsinfektioner diagnostiseras på några minuter i patientens hem med hjälp av en elektronisk näsa, förutspår Docent Tuomo Keinänen som också arbetar i Vepsäläinens grupp.
förutom hälso-och sjukvård kan polyaminmätningar gynna livsmedelsindustrin., – I t. ex. levande fisktransporttankar kan små förändringar av polyaminnivåerna hjälpa till att upptäcka död fisk som annars skulle förorena hela partiet, säger Keinänen.
– Polyaminmetabolism som läkemedelsbehandlingsmål är ett annat forskningsområde där mycket händer just nu. Många läkemedel som är i klinisk användning för andra ändamål har en inverkan av polyaminfunktioner, vilket kan göra dem användbara vid behandling av cancer eller andra sjukdomar som de inte ursprungligen syftade till.,
gruppen har till exempel identifierat ett polyaminmål för metformin, ett diabetesläkemedel som nu visar anticancerpotential. – Det tar mycket tid och pengar att utveckla helt nya droger, medan det är mycket snabbare och billigare att leta efter nya ändamål för beprövade droger som redan finns på marknaden.
Text: Ulla Kaltiala foton: Raija Törrönen