Bättre medicinering för cancerpatienter

Hon ingår i en forskargrupp på Chalmers som utvecklat en analysmetod där det går att se om en specifik molekyl finns inuti en cell. Analystekniken bygger på Ramanspektroskopin efter den indiske fysikern och nobelpristagaren Chandrasekhara Venkata Raman.

Charlotte Eliasson har förstärkt analysteknikens signal så att det är möjligt att detektera molekylen inne i cellen. Det är ett första steg mot att exempelvis kunna mäta hur mycket det finns av en viss molekyl inne i en tumörcell.

– Min forskning har handlat om tillämpningen analystekniken på levande celler och hur man ska lyckas genomföra repeterbara mätningar med den.

För fem år sedan startade ett nytt forskningsprojekt vid Sektionen för kemi och bioteknik på Chalmers i samarbete med barnonkologen på Östra sjukhuset. Forskarna ville undersöka möjligheten att använda sig av Ramanspektroskopi för att komplettera och förbättra existerande behandlingsmetoder.

Ramanspektroskopi är ett sätt att identifiera och mäta molekyler i olika prover. Varje molekyl identifieras med hjälp av sitt Ramanspektrum. Det är unikt för varje molekyl på samma sätt som fingeravtryck är unika för varje individ. I till exempel blodprover som består av många olika molekyler är det möjligt att identifiera varje enskild Ramanaktiv molekyl med hjälp av dess Ramanspektrum.

Fördelen med den här analystekniken jämfört med andra, när man ska mäta och analysera blodprover, är att den inte påverkas av vatten.

Men en nackdel med Ramanspektroskopi är det är en okänslig teknik eftersom det är svårt att mäta små mängder eller halter av en molekyl i ett prov.

Charlotte Eliasson har löst den här svårigheten och förstärkt Ramansignalen med hjälp av en metod som kallas ytförstärkt Ramanspektroskopi, SERS, från engelskans Surface Enhanced Raman Spectroscopy.

I SERS används små metallkulor för att förstärka Ramansignalen, vilket fungerar på ungefär samma sätt som en förstärkare i en stereoanläggning.

– Jag har använt SERS för att mäta olika molekyler i komplexa prover. En av molekylerna, doxorubicin, är en cancermedicin. Den används vid behandling av t ex leukemi. Genom att använda SERS har jag kunnat mäta hur mycket doxorubicin det finns i blodprover, säger Charlotte Eliasson.

Ramanspektra mäts med hjälp av laserljus. Genom att kombinera Ramaninstrumentet med ett mikroskop är det möjligt att fokusera laserljuset på en enstaka cell. På så vis har Charlotte Eliasson lyckats mäta en molekyl som förts in i cellen samtidigt som hon mätt de ämnen som finns inne i cellen naturligt.

Det här har aldrig gjorts tidigare med SERS. Resultatet kan göra det möjligt att bestämma hur mycket det finns av en specifik molekyl inuti en cell.

– När vi lyckas mäta hur mycket det finns av medicinen inne i en cell kommer det att bli möjligt att medicinera patienter på individnivå. Idag följer läkarna olika protokoll som bygger på hur en stor grupp patienter svarat på behandlingen historiskt sätt. Vid cancerbehandling finns alltid en risk för drogresistens. Detta vill man förstås undvika samtidigt som man vill ge så mycket medicin som möjligt för att få bättre behandlingsresultat.

Mängden insamlad data från proverna ackumuleras snabbt till stora mängder, vilket kan göra dataanalyserandet besvärligt. Charlotte Eliasson har använt sig av multivariat statistik för att underlätta datautvärderingen. Kortfattat betyder det att all data läggs samman och de största variationerna separeras från varandra. På så vis synliggörs dolda mönster och sammansättningar som annars hade varit svåra, eller rentav omöjliga, att upptäcka i en stor hög med Ramanspektra.

Charlotte Eliasson disputerade den i juni 2004 på Chalmers. Titeln på hennes avhandling är: Applications in Surface Enhanced Raman Spectroscopy

Kontaktinformation
Mer information:
Charlotte Eliasson, telefon: 0739-867389
E-post: charlotte.eliasson@chembio.chalmers.se