Epilepsian synty magneettikuvassa ja mikroskoopissa

Saima 3/2014

Miten epilepsian kehittymistä voisi ennakoida? Akatemiatutkija Alejandra Sierra Lopez etsii tähän keinoja yhdistämällä magneettikuvauksen ja kudostutkimuksen menetelmiä.

Epilepsia voi saada alkunsa esimerkiksi päähän kohdistuneesta iskusta. Vammasta epilepsian kehittymiseen johtavia mekanismeja ei täysin tunneta. Tunnistamalla tarkemmin epilepsiaan viittaavat aivomuutokset voidaan löytää tehokkaampia keinoja sen hoitoon tai jopa ehkäisyyn.

– Diagnostiikassa käytetään magneettikuvausta, mutta nykymenetelmin on vaikea havaita epilepsiaan liittyviä aivojen mikrorakenteen muutoksia. Potilastyössä joudutaankin usein toteamaan, ettei magneettikuvasta saada diagnoosia, Sierra Lopez toteaa.

Hän haluaa kehittää entistä tarkempaa epilepsian syntyä ennakoivaa diagnostiikkaa. Viisivuotinen akatemiatutkijan rahoitus mahdollistaa uusien, aivojen mikrorakennetta kartoittavien magneettikuvausmenetelmien valjastamisen pään vammaan liittyvien epilepsian esiasteen biomarkkerien etsintään. Biomarkkerit voivat olla hyvinkin hienovaraisia aivomuutoksia, joista havaitaan epilepsian alkaneen kehittyä.

– Niitä voisivat olla esimerkiksi hippokampuksen rakennemuutokset, joita olemme havainneet eläimillä aivovaurion jälkeen.

Kehittyviä menetelmiä

Sierra Lopezin menestystä kilpailussa Suomen Akatemian rahoituksesta siivitti monitieteinen lähestymistapa ja erilaisten tutkimusmenetelmien yhdistäminen. Hän on työskennellyt tähän asti professori Olli Gröhnin tutkimusryhmässä, jossa sovelletaan magneettikuvausmenetelmiä hermoston sairauksiin. Kuvantamiseen hän yhdistää neurobiologista kudostutkimusta, jossa tärkeä kumppani on akatemiaprofessori Asla Pitkäsen epilepsiatutkimusryhmä eläinmalleineen.

Eläimiä kuvannetaan sairauden kehittymisen eri vaiheissa ja kuvantamislöydöksiä verrataan aivonäytteistä löydettyihin muutoksiin. Hankkeessa käytetään useita uusia magneettikuvauksen muotoja, kuten diffuusiotensorikuvantamista, korkean kulmaresoluution ja kahden gradienttiparin diffuusiotekniikkaa sekä nolla-kaikuajan magneettikuvausta.

– Myös kudostutkimuksen menetelmät kehittyvät. Elektronimikroskopian uusilla menetelmillä saadaan kudosnäytteen kaikista rakenteista jopa kolmiulotteinen kuva. Onkin tärkeä ymmärtää, miten magneettikuvauksen eri muodoilla saatava informaatio liittyy kudoksen todelliseen rakenteeseen ja siinä sairauden aikana tapahtuviin muutoksiin.

Uusien biomarkkerien ja kuvantamismenetelmien soveltuvuutta potilaskäyttöön testataan lopuksi ryhmällä aivoruhjepotilaita.

Tärkeä askel uralla

Sierra Lopez toteaa, että akatemiatutkijan pesti on tärkeä askel uralla. Sen turvin alkaa oman tutkimusryhmän kokoaminen.

– Työtahti on nyt tiukka. Omaa tutkimusta täytyy saada eteenpäin samalla kun koordinoi toistenkin työtä.

Sierra Lopez on kotoisin Madridista, missä hän opiskeli kemiaa ja biokemiaa Complutense- ja UNED-yliopistoissa. Biokemian väitöskirjan hän teki Alberto Sols -instituutissa apurahalla, joka mahdollisti jakson ulkomailla. Ohjaaja järjesti yhteyden Gröhniin, joka toivotti Sierra Lopezin tervetulleeksi Kuopioon harjoittelemaan kuvantamista.

– Halusin oppia jotain ihan uutta ja pääsin tutkimaan magneettikuvausta aivokasvaimen geenihoidon hoitovasteen seurannassa. Kolmessa kuukaudessa opin jo vähän suomeakin.
Väitöksen jälkeen vuonna 2006 tarjoutui mahdollisuus palata post doc -tutkijaksi Kuopioon.

– Oli hyvä tulla tuttuun paikkaan, missä ei tarvinnut aloittaa nollasta. Epilepsia ja neurobiologia tulivatkin sitten pian mukaan kuvioon. Tähän asti myös rahoitus on järjestynyt, vaikkakin pätkinä.

Kamera aina mukana

Tutkimuksen rinnalla Sierra Lopezilla on toinen intohimo: valokuvaus ja kamerat, joita hänelle on kertynyt jo 30. Kameralaukku kulkee mukana konferenssimatkoillakin. Kuopion fotomaratonilla hän on yltänyt palkinnoille asti.

– En kuvaa ihmisiä, sillä olen aika ujo. Sen sijaan olen kuvannut varmaankin kaikki Kuopion puut, Sierra Lopez naurahtaa. – Kuvaaminen vie aikaa, sillä yhdistelen eri kameroita ja tekniikoita.

Kuvien synkissä tunnelmissa ja kirkkaissa väreissä voi huomata vaikutteita magneetti- ja mikroskooppikuvista, joiden parissa Sierra Lopez työskentelee.

– Tuon tavallaan harrastuksen töihin, kun kuvaan mikroskoopilla ja opetan kuvaamista muille. Minulle on tärkeää tehdä tutkimusartikkeleihinkin kauniit ja virheettömät kuvat.
Sierra Lopez kertoo, että Suomeen oli helppo asettua.

– En kaipaa niin vilkasta sosiaalista elämää kuin espanjalaiset yleensä. Elämä on täällä hiljaista ja kotikeskeistä, mutta ihmiset ovat mukavia.

Hän on opiskellut ahkerasti suomea, vaikka työkieli onkin englanti. Kielitaidosta on hyötyä vaikkapa kansalaisopiston neulepiirissä, jossa hän opetteli alkajaisiksi suomalaistakin suomalaisemman taidon – villasukan neulomisen.

Teksti: Ulla Kaltiala Kuvat: Raija Törrönen ja Alejandra Sierra Lopez