Ved University of Technology Sydney (UTS) har de fått på plass et nytt Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (ICPMS). I denne maskinen kan forskere plassere en bit menneskelig vev, zappe det med en laser og lage diagnostiske bilder.

Denne bruken av laser kalles laserablasjon – å bryte ned materialer ved hjelp av laserstråler. Maskinen kan spore og følge alle elementene i det periodiske system som finnes i menneskelig vev.

Verdens første bio-imaging-institutt

- Maskinen koster rundt to millioner norske kroner, noe som ikke er stort når man tenker på hvor mye som kan gjøres med den, sier professor Philip Doble ved University of Technology Sydneys kjemiske og rettsvitenskaplige departement til forskning.no. Han leder arbeidet ved det nye instituttet.

Doble sier at liknende analyser kan gjøres med en syklotron, et instrument som er rundt fire kilometer langt og koster flerfoldige millioner. Han legger til at den nye ICPMS-maskinen også er mer presis.

Den nye maskinen står i det nyopprettede UTS Elemental Bio-Imaging Facility som ble åpnet 27. Juni i år.

Dette er verdens første forskningsinstitutt dedikert til såkalt bio-imaging.

Metaller i menneskekroppen

Teknologien laserablasjon har tidligere blitt brukt til å se på steiners oppbygging i geologi. Nå brukes den på nye måter til å forske på metaller i menneskekroppen.

Forskerne ser for seg at sporing av metaller og andre elementer kan være med på å finne nye måter å diagnostisere alvorlige lidelser på. Det kan også gi oss innsikt i ulike medisiners virkninger og bivirkninger.

Denne nye studieretningen kalles for ”metallomics” og den omfatter hvordan metaller og proteiner påvirker hverandre.

Det har lenge vært kjent at store mengder metall er giftig for mennesker, men det har til nå vært svært vanskelig å forske på hvordan kroppen reagerer små mengder.

- Med disse nye teknikkene kan vi granske mekanismer, progresjon og behandling av hjertesykdommer og leddebetennelse. Vi kan også se på spredning av lymfekreft, sier Doble.

Kjemisk analyse som et bilde

Med den nye teknikken plasserer forskerne et stykke menneskelig vev på et fat, plasserer det inn i et prøvekammer og skyter det med en laser så det varmes opp til 1000 grader Celsius.

Da fordamper vevet og blir til en plasma. Dette bryter vevet ned til dets elementære komponenter slik at en direkte kjemisk analyse kan ses som et bilde i stedet for en tallrekke.

- Denne måten å ta prøver av vev reduserer feilene som sniker seg inn når vi bruker tradisjonelle metoder, fortsetter Doble.

Noe forskning er allerede utført med den nye maskinen til UTS. I samarbeid med Stanford University i California har UTS bekreftet at kalsiumfosfat finnes i knærne til pasienter med leddbetennelse. Dette var tidligere bare en antagelse.

Jern i hjernen

Nå holder forskerne ved UTS på med studier av Alzheimer og Parkinsonlidelse.

- Akkumulering av metall har lenge vært forbundet med denne typen nevrologiske lidelser. Spesielt har økninger av jern i hjernen vært forbundet med Parkinsons.

- Jern samles opp i det området i hjernen som produserer dopamin, og ødelegger nervecellene. Med disse nye instrumentene kan vi nå se og kartlegge mengden av jern og også hvordan jernet påvirker proteinene i hjernen, sier Doble.

Han forteller at de har gjort forsøk på dyr hvor de har fått for med mer jern enn vanlig. Disse dyrene fikk etter hvert Parkinsonslidelse og med den nye maskinen kunne forskerne se oppsamlinger av jern i dyrenes hjerner.

- I tillegg er det er en rekke måter å bruke denne maskinen på som vi ikke engang har tenkt på, avslutter Doble. 

UTS Elemental Bio-Imaging Facility er et samarbeid mellom UTS og selskapet Agilent Technologies. Fem doktorgradsstudenter og to forskere jobber nå på heltid her.

Lenker:

Pressemelding fra University of Technology Sydney: Metals in brain seen in world’s first images

Pressemelding fra Agilent: Agilent Technologies and University of Technology Sydney Establish Unique “Elemental Bio-Imaging” Facility