Väittelijän havainnot mahdollistavat uusien PET-kuvantamisen merkkiaineiden kehityksen (Väitös: FM Anna Kirjavainen, 12.12.2014, kliininen fysiologia ja isotooppilääketiede)

​PET-kuvantamisessa käytetään avuksi verenkiertoon annosteltavia merkkiaineita, joissa molekyyli on yhdistetty säteilevään hiukkaseen. Merkkiaineen kerryttyä haluttuun kohtaan, vartalo kuvataan PET-kameralla.

Kirjavaisen kehittämät uudet leimauslähtöaineet mahdollistavat radioaktiivisen fluori-18:n liittämisen orgaanisiin mallimolekyyleihin. Väitöstutkimuksessaan Kirjavainen tarkasteli myös näiden leimauslähtöaineiden käyttöä.

– Väitöskirjatyössä kehittämilläni leimauslähtöaineilla voidaan laajentaa menetelmiä, joilla liitetään fluori-18 molekyylirakenteesiin, myös sellaisiin, joita ei ole voitu fluorata aikaisemmilla synteesimenetelmillä. Tämä avaa mahdollisuuden kehittää uusia PET-merkkiaineita. Koska tietämys ihmiskehon toiminnasta ja sairauksien biologiasta kehittyy kaiken aikaa, on myös uusien kohdennettujen PET-merkkiaineiden kehitys erittäin tärkeää, Kirjavainen kertoo.

Positroniemissiotomografia (PET) on kajoamaton kuvantamismenetelmä, jolla voidaan tutkia elävissä ihmisissä ja eläimissä tapahtuvia biologisia ja farmakologisia prosesseja, kuten verenvirtaus, syöpäkasvainten aineenvaihdunta ja happipitoisuus sekä välittäjäaineiden toiminta.

Väittelijä kehitti kaksi uutta leimausreagenssia

Kirjavainen kehitti väitöstutkimuksessaan kaksi uutta elektrofiilista leimausreagenssia: [18F]Selectfluor bis(triflaatti) ja [18F]monokloorifluoridi. [18F]Selectfluor bis(triflaatti):n avulla fluori-18 voidaan liittää runsaasti elektroneja sisältäviin molekyylirakenteisiin, joissa on fluori-18:n tieltä helposti poistuva ryhmä. [18F]ClF:lla fluori-18 voidaan puolestaan liittää hiili-hiilikaksoissidokseen.

PET-kuvantamisessa käytetään radioaktiivisella fluori-18:lla leimattuja merkkiaineita. Kuvantamisessa käytetään yhdisteitä, joihin on liitetty lyhytikäinen positroni (β+) säteilijä, kuten fluori-18.

– Lääketieteellinen fluorikemia perustuu luonnonyhdisteiden tai niiden johdosten fluoraukseen, vaikka luonnonyhdisteissä fluori onkin harvinainen. Fluorin hapetuskyky on korkea, mikä johtaa helposti lämpöä vapauttaviin radikaaliketjureaktioihin ja epätoivottujen sivutuotteiden muodostumiseen, Kirjavainen sanoo.

Alkuainefluorin voimakkaasta reaktiivisuudesta johtuen elektrofiilisessa radiofluorauksessa saavutetaan usein huono paikkaselektiivisyys ja haluttua tuotetta saadaan vähän. 

– Tämän takia elektrofiilisessa radiofluorauksessa on selkeä tilaus helpommin käsiteltäville ja vähemmän reaktiivisille elektrofiilisille fluorin lähteille, joilla saavutetaan myös parempi paikkaselektiivisyys radiofluorauksessa, Kirjavainen kertoo.

***

Perjantaina 12. joulukuuta 2014 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (Medisiina, Externum-sali, Kiinamyllynkatu 10, Turku) julkisesti tarkastettavaksi FM Anna Kirjavaisen väitöskirja ”Radiosynthesis and use of [18F]F2 derivatives [18F]Selectfluor bis(triflate) and [18F]FClF” ([18F]F2-Johdannaisten [18F]Selectfluor bis(triflaatin) ja [18F]ClF:n synteesi ja käyttö). Virallisena vastaväittäjänä toimii tohtori Jacek Koziorowski Linköpingin yliopistollisesta sairaalasta Ruotsista ja kustoksena professori Olof Solin Turun yliopistosta.

FM Anna Kirjavainen on syntynyt 1981 Turussa ja kirjoittanut ylioppilaaksi 2001 Turun Sterinerkoulusta. Filosofian maisteriksi Kirjavainen valmistui 2007 Turun yliopistosta. Parhaillaan hän toimii tutkijana Valtakunnallisessa PET-keskuksessa. Väitös kuuluu kliinisen fysiologian ja isotooppilääketieteen alaan.