Tulevaisuuden potilaan älypuhelimessa saattaa olla ”keinonenä”, joka hälyttää esimerkiksi liian korkeista tai matalista verensokeriarvoista. Tampereen yliopistot kehittävät yhdessä keinotekoista hajuaistia, jolla voidaan tunnistaa sairauksiin ja tunteisiin liittyviä tuoksuja.
Maailmanlaajuisestikin harvinainen Tampereen yliopiston ja Tampereen teknillisen yliopiston hanke on saanut noin 350 000 euron rahoituksen Tekesin strategisen rahoituksen ohjelmasta. Hanke toteutetaan kolmen tamperelaisen tutkimusryhmän tiiviinä yhteistyönä.
– Tekniikka perustuu siihen, että ihmisestä erittyy erilaisiin tunnetiloihin ja sairauksiin liittyviä molekyylejä, joista useimpia emme pysty omalla hajuaistillamme tunnistamaan, kertoo hankkeen vastuullisena johtajana toimiva dosentti Niku Oksala Tampereen yliopiston lääketieteen yksiköstä.
– Kone muuttaa mittaustulokset lukuarvoiksi, joiden perusteella voidaan erityisiä tietokoneohjelmia käyttäen sanoa, mistä tilasta on kysymys.
Ennen kuin kone pystyy tekemään analyyseja, se täytyy ”opettaa”.
– Tarvitaan useita näytteitä, joista tiedetään, onko niissä kyse sairaudesta vai ei. Kun opetusprosessi on tehty, kone pystyy tunnistamaan myös uusia, aiemmin tunnistamattomia näytteitä, Oksala selittää.
Soluviljelmätutkimuksia jo julkaistu
Tähän mennessä tutkijaryhmä on julkaissut soluviljelmätutkimuksista saatuja tuloksia.
– Pahanlaatuisia soluja on verrattu hyvänlaatuisiin ja havaittu, että ne todella haisevat erilaisille tämän elektronisen nenän haistamina. Olemme julkaisemassa tämän vuoden aikana ensimmäisiä ihmisten syöpäsairauksia koskevia tuloksia urologisten syöpien alalta.
Oksala kertoo, että maailmalla on muutamia tutkimusryhmiä, jotka ovat kiinnostuneet samasta tutkimusalueesta.
– Ne tutkivat kuitenkin eri sairauksia. Tunteiden hajuprofiilien tutkijoina olemme ainoa ryhmä maailmassa.
Kone voi tunnistaa rajattomasti hajuja
Tamperelaisten kehittämä laite pystyy tunnistamaan lähes rajattoman määrän hajuja.
– Hajuja tunnistavia mittauskanavia on parikymmentä, ja jokainen niistä antaa tulokset jatkuvina lukuarvoina. Kun kanavia on parikymmentä, arvojen kombinaatioita on käytännössä aivan rajaton määrä, Oksala kertoo.
– Käytännön rajoituksena on vain se, että hajuainesten täytyy olla helposti haihtuvia. Jotkin aineet ovat kemiallisesti sellaisia, että ne jäävät liuoksiin, esimerkiksi hikeen, eivätkä haihdu herkästi. Mutta kaikki, jotka haihtuvat riittävässä määrin, pystytään tunnistamaan.
Miltä sairaudet tuoksuvat?
Sairauksiin ja tunteisiin liittyviä tuoksuja ei Oksalan mukaan juurikaan tunneta.
– Tämän hankkeen tarkoituksena olikin nimenomaan testata sitä, tuoksuvatko eri sairaudet. Olemme itse asiassa tekemässä kirjastoa erilaisista sairauksista: miltä ne haisevat tai tuoksuvat ja miten ne eroavat toisistaan. On hyvänlaatuisia ja pahanlaatuisia sairauksia, ja erityisen tärkeää on tunnistaa, eroavatko pahanlaatuisten sairauksien hajut hyvänlaatuisista.
Yksittäisiä molekyylejä ei tarvitse tunnistaa.
– On tiedettävä, onko pahanlaatuisesti sairailla erilainen hajuprofiili verrattuna terveisiin tai niihin, joilla on hyvänlaatuinen sairaus.
Ensimmäiset laitteet isojen kännyköiden kokoisia
Milloin uusi laite saadaan lääkäreiden käyttöön?
– Nyt olemme tehneet periaatteen osoittamiseksi soluviljelmäkokeet ja ensimmäiset ihmiskokeet. Mutta ihmiskokeet on tehty hyvin tarkkaan valikoituneessa aineistossa eli leikkaushoitoon joutuneilla potilailla yliopistosairaalatasolla. Jotta voimme varmistaa, että menetelmä toimii myös väestötasolla, tarvitaan vielä väestötutkimuksia, Oksala kertoo.
Tekes-projektin on tarkoitus valmistua parin vuoden sisällä.
– Optimistisin arvio on se, että laite olisi lääkäreiden käytettävissä muutaman vuoden sisällä.
Ensimmäiset laitteet tulevat Oksalan mukaan olemaan Nokian ensimmäisten matkapuhelinten kokoisia.
– Mutta tavoite on saada koneesta niin pieni, että se voitaisiin sulauttaa nykyaikaiseen älypuhelimeen tai tehdä siitä erittäin pienikokoinen lisälaite. Eli laite olisi kämmenen kokoinen tai huomattavasti pienempi.
Potilas voisi ottaa näytteen itse
Laite voisi kulua myös potilaiden omassa käytössä.
– Yksi sovellusalue on potilaiden omaseuranta. Tällä hetkellä tutkitaan sitä, häviääkö esimerkiksi hoidetun syövän haju ajan myötä kehon eritteistä.
Oksala heittää ilmaan ”villin spekulaation”:
– Tätä voisi soveltaa niin, että tietyissä syövissä potilaan ei tarvitsisi käydä ainakaan usein erikoissairaanhoidossa otattamassa hankalia ja kivuliaita näytteitä. Ne voitaisiin tehdä paljon helpommin ja mukavammin, jopa potilaan itse tekeminä.
Laitteesta voisi olla hyötyä myös diabeetikoille.
– Biologinen peruste sille on. Jo vanhan ajan lääkärit osasivat hengitystä haistelemalla tunnistaa aineenvaihduntatuotteiden hajuja, jotka viittaavat diabeteksen huonoon hoitotasapainoon. Tiettyjen diabetesta sairastavien potilaiden häiriötilojen tunnistamiseen tällaista teknologiaa voitaisiin käyttää. Erityisesti asetoni pystytään tällä laitteella haistamaan.
Oksala painottaa, että tarvitaan vielä lisätutkimuksia, ennen kuin voidaan tehdä kuluttajille soveltuva laite.
– Mutta teknisesti, teoreettisesti ja biologian kannalta se on täysin mahdollista.
Muutaman sadan euron laite
Oksalan arvion mukaan tulevaisuuden laite voisi olla muutaman sadan euron hintainen, kun se integroitaisiin johonkin kuluttajan omistamaan laitteeseen.
– Se siis käyttäisi kuluttajan omistaman laitteen näyttöä, akkua, muistia ja prosessorikapasiteettia.
Oksala ei osaa ennustaa, tuleeko laitteesta massatuote.
– Volyymien kasvaessa voitaisiin puhua jopa kaksinumeroisista hinnoista. Mutta ehkä se kolminumeroinen luku on kuitenkin realistisempi.
Kiilteleekö tutkijoiden mielessä jo kaupallinen menestys?
– Kiinnostuksemme on ensisijaisesti akateeminen. Jos kaupallista kiinnostusta löytyy, emme missään nimessä vastusta sellaista.
Sirpa Kulonen
toimittaja
Kuva: Panthermedia
