Tiedote

Uusi menetelmä mittaa keliakian suolivaurion tarkasti ja nopeasti

ohutsuolen nukkalisäkkeitä
Ohutsuolen tervettä suolinukkaa
Tampereen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet täysin uuden menetelmän ohutsuolinäytteiden kolmiulotteiseen kuvantamiseen. Digitaalisista 3D-kuvista pystytään nopeasti ja tarkasti mittaamaan esimerkiksi keliakian aiheuttaman suolivaurion aste. Röntgentomografiseen mikroskopiaan (mikro-CT) perustuvaa ohutsuolinäytteiden kuvantamista voidaan käyttää muun muassa keliakian diagnostiikan parantamiseen ja lääketutkimuksissa.

Keliakiadiagnoosi asetetaan nykyisin edelleen pääosin ohutsuolen koepalasta todetun suolinukkavaurion perusteella. Nukkavaurion luotettavaa analysointia varten potilaasta otetut tähystyskoepalat tulee leikata mikroskopiatutkimusta varten huolellisesti oikean mittaussuunnan saavuttamiseksi, mikä on työlästä ja vaatii erikoisosaamista.

- Uusintaleikkeitä joudutaan ottamaan usein, eikä luotettaviin mittaustuloksiin välttämättä siltikään päästä. Etenkin rajatapausten arviointi on vaikeaa, ja pahimmassa tapauksessa tulkintaongelmat voivat johtaa elinikäiseen virhediagnoosiin. Perinteinen tutkimustapa ei myöskään ole tarpeeksi herkkä lääketutkimuksia varten, kertoo professori Kalle Kurppa.

Röntgensäteisiin perustuvalla mikro-CT laitteella voidaan kudosnäytteistä luoda jopa yhden mikrometrin tarkkuudella koko näytteen kattava 3D-rekonstruktio.

Menetelmä syntyi, kun Tampereen yliopiston lasten terveyden tutkimuskeskuksen ja keliakiatutkimuskeskuksen tutkijat selvittivät yhteistyössä laskennallisen biofysiikan ja kuvantamisen tutkimusryhmän kanssa, voisiko innovatiivisella mikro-CT -kuvantamismenetelmällä luotuja 3D-kuvia käyttää ihmisen ohutsuolen kuvantamisessa ja keliakiadiagnostiikassa.

3D-kuvista haluttiin suolen limakalvorakenteen lisäksi mitata myös ravintoaineiden imeytymistoiminnalle oleellista pinta-alaa. Tätä varten tutkimusryhmä kehitti tietokoneavusteisen pisteparveen perustuvan mittaamismenetelmän.

Kuvantamismenetelmää testattiin hoitamatonta ja hoidettua keliakiaa sairastavilla potilailla ja henkilöillä, joilla oli positiiviset keliakiavasta-aineet, mutta ei-diagnostinen koepalanäyte (”potentiaalinen keliakia”). Lisäksi mukana oli näytteitä vasta-ainenegatiivisilta kontrollihenkilöiltä.

Digitaalisista 3D-kuvista pystyttiin nopeasti ja tarkasti mittaamaan suolivaurion aste. Kävi ilmi, että menetelmällä olisi itse asiassa voitu asettaa keliakiadiagnoosi osalle vasta-ainepositiivisista potilaista, joille ei ollut saatu diagnoosia perinteisillä menetelmillä.

- Täysin uutena tutkimusmenetelmänä testattu suolinukan pinta-alamittaus onnistui myös erinomaisesti, ja tulokset korreloivat loogisesti kliinisten löydösten ja verikoetulosten kanssa, Kurppa kertoo.

- Kolmiulotteisista kuvista havaitsimme myös, että suolen limakalvolla tapahtuu taudin edetessä suolinukan lyhentymisen lisäksi huomattavaa nukkalisäkkeiden muodon muuttumista ja yhteensulautumista, mikä saattaa vaikuttaa merkittävästi suolen imeytymispinta-alaan.

Tutkimuksen rahoittivat Suomen Akatemia, Sigrid Juseliuksen säätiö, Lastentautien tutkimussäätiö, Suomen Lääketieteen Säätiö, Business Finland (TEKES) ja Tampereen yliopistollisen sairaalan erityisvastuualueen kilpailutettava valtion tutkimusrahoitus.

Alkuperäinen julkaisu:
Virta J, Hannula M, Tamminen I, Lindfors K, Kaukinen K, Popp A, Taavela J, Saavalainen P, Hiltunen P, Hyttinen J, Kurppa K. X-ray microtomography is a novel method for accurate evaluation of small-bowel mucosal morphology and surface area. Sci Rep 2020;10:13164. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32753621/

doi: http://dx.doi.org/10.1038/s41598-020-69487-w

Artikkeliin liittyvä video:
https://static-content.springer.com/esm/art%3A10.1038%2Fs41598-020-69487-w/MediaObjects/41598_2020_69487_MOESM3_ESM.mp4

Laskennallisen biokuvantamisen ja biofysiikan ryhmä:
https://research.tuni.fi/cbig

Lisätietoja:
Professori Kalle Kurppa; 041 544 8840, kalle.kurppa [at] tuni.fi
LK Johannes Virta; johannes.virta [at] tuni.fi
 
TAMPEREEN YLIOPISTON TIEDOTE 8.9.2020