Ny möjlighet se hur sjukdomar utvecklas

Nu kan forskare studera molekyler som normalt bara finns i mycket små koncentrationer, direkt i organ och vävnader. Efter flera års arbete har forskare som finansierats av SSF, lyckats bygga ett instrument som hyperpolariserar molekylerna och därmed gör dem möjliga att spåra.

Tekniken öppnar för nya möjligheter att studera vad som verkligen sker, på molekylnivå, i exempelvis hjärnan.

Magnetresonansavbildning, Magnetic resonance imaging, MRI, är en etablerad teknik som genom åren gjort det möjligt att studera biologiska fenomen i kroppen utan användning av joniserande strålning som exempelvis röntgen.

MRI ger bilder av väteatomkärnan i vatten men MRI kan också användas för att studera andra atomkärnor, som kan finnas i många andra intressanta molekyler. Tidigare har detta dock varit svårt eftersom koncentrationerna av andra molekyler är så låg att de inte syns i en vanlig MRI- undersökning. Det är detta problem som forskarna nu löser genom att bygga en så kallad polarisator.

Synliga molekyler

I polarisatorn gör forskarna dessa molekyler synliga för MRI-kameran genom att hyperpolarisera molekylerna. Sedan injiceras molekylerna in i deras naturliga kroppsvävnad.

– Då kan vi följa just denna specifika molekyl och se de reaktioner som just den molekylen är involverad i. Det ger oss en unik möjlighet att se och mäta exempelvis enzymatiska reaktioner på plats i vävnaden, förklarar professor Deniz Kirik, professor i neurovetenskap vid Lunds universitet.

Tekniken kan användas för att studera molekyler i många olika typer vävnader i kroppen. Deniz Kirik kommer att utveckla tekniker för studier av hjärnan, något som inte har gjorts tidigare.

Deniz Kirik, Vladimir Denisov från Lund University Bioimaging Center som leder den tekniska utvecklingen inom projektet samt Sandra Cuellav-Baena som är doktorand i Deniz Kirik forskargrupp BRAINS.

– Hjärnan är inget lätt mål. Det vi idag ser när vi tittar in i hjärnan med en MRI är de molekyler som det finns mest av. Men det är sällan dessa vanligt förekommande molekyler vi egentligen vill studera. Vi vill studera hur molekyler med låg koncentration i vävnaden beter sig, exempelvis hur signalsubstanser produceras, används och bryts ner. Det är när dessa processer inte fungerar som vi blir sjuka.

Få instrument

I dagsläget finns det endast ett fåtal polarisatorer i världen och Lunds nybygge är den enda i Skandinavien som får användas fullt ut till akademisk forskning. Projektet har möjliggjorts genom ett anslag från Vetenskapsrådet och tidigare anslag från Stiftelsen för Strategisk Forskning.