Tiede

Miksi koira haistaa syövän? – Taudin hajumolekyylien salaisuus paljastumassa

Koiran hajuaisti ollaan valjastamassa tieteen ja tutkimuksen käyttöön. Suomessa on alkanut hajukoiratutkimus, jossa 12 koiraa koulutetaan tunnistamaan syöpä hajun perusteella. Samalla selvitetään, miksi koira tunnistaa syöpänäytteen hajusta.

Hajukoira Kössi
Hajukoira Kössi tunnistaa jo nisäsyövän hajun. Kuva: Veera Palonen / Studio Skaala Oy

Syövän diagnosoiminen mahdollisimman varhaisessa vaiheessa on tavoite, jota kohti moni tutkimusryhmä eri puolilla maailmaa ponnistelee.

Viime vuonna Suomessa alkaneen monitieteellisen hajukoiratutkimuksen pyrkimys on paitsi kouluttaa koirat tunnistamaan syöpä virtsanäytteestä myös selvittää, mitä ne hajumolekyylit ovat, jotka koiran nenä tunnistaa.

–  Tutkimuksessa ollaan siinä vaiheessa, että 12 koiraa tunnistaa jo koiran nisäsyövän virtsanäytteestä hajun perusteella. Teimme tänään päätöksen, että siirrymme nyt ihmisvirtsanäytteiden puolelle. Vielä tarvitaan eettinen lupa, sitten päästään toimeen. On mielenkiintoista nähdä, onko koirien oppiminen erilaista ihmisvirtsanäytteiden kohdalla, kertoo projektikoordinaattori Susanna Paavilainen Suomen Hajuerotteluyhdistyksestä.

Tutkimusryhmää johtaa dosentti Anna Hielm-Björkman Helsingin yliopiston kliinisen hevos- ja pieneläinlääketieteen osastolta.

– Kukaan ei ole tehnyt koskaan aikaisemmin juuri tällaista tutkimusta, mikä tuo oman haasteensa niin menetelmien kuin rahoituksen hakemisen kannalta, sanoo Hielm-Björkman.

Espanjalaisesta katukoirasta tulee syöpäkoira

Tutkimuksessa on mukana 12 koiraa eri puolilta Suomea. Projektikoordinaattori Susanna Paavilainen innostui koiran kouluttamisesta hajukoiraksi, kun hän sai kolme vuotta sitten espanjalaisen katukoiran Kössin.

– Kössi oli löytynyt Malagan moottoritien varrelta. Olin päättänyt jo aiemmin, kun olin altistunut homeelle, että koulutan joskus homekoiran. Huomasin, että Kössi oli taitavanenäinen, ja ryhdyin kouluttamaan sitä. Kävin itse hajukoiraohjaajan kurssin, jossa mietittiin, että varmasti koira haistaisi myös sairaudet. Sieltä se ajatus lähti, ja sitä työstettiin pari vuotta.

Suomessa tutkimustyössä mukana ovat Helsingin yliopiston kliinisen hevos-ja pieneläinlääketieteen osaston DOGRISK-tutkimusryhmä, Yliopistollinen eläinsairaala, HUS:in syöpäklinikka, Helsingin urologinen biopankki, Itä-Suomen yliopiston farmasian laitos sekä Suomen Hajuerotteluyhdistys Wise Nose. Viimeisimpänä yhteistyöhön mukaan on tullut Tampereen yliopistosairaala keinonenätutkimuksellaan.

Koira voi oppia muutamissa viikoissa uuden hajun

On yksilöllistä, miten nopeasti koirat oppivat, mikä ero sairaalla ja terveellä virtsalla on. Toinen koira pääsee jyvälle jo muutamassa viikossa, toinen tarvitsee useamman kuukauden.

– Meidän koiramme ovat jo kertaalleen erikoiskoulutettuja hajukoiria, eli nilllä on se perustaito, oppimismenetelmä, jo siellä olemassa. Silloin mikä tahansa niille tuotu haju on vain uusi haju, sanoo Paavilainen.

Ihmisvirtsaa koirat ja koiranohjaajat saavat työkalukseen Helsingin urologisesta biopankista. Tarkoituksena on edetä yksi syöpätyyppi kerrallaan tutkimusasetelman mukaisesti.

Oma haasteensa on siinä, että näytteitä on riittävästi sairastumisen eri vaiheista ja eri syöpiin sairastuneilta. Esimerkiksi  ihmisten eturauhassyöpänäytteitä tulee mahdollisimman pian koirien haisteltavaksi. Juuri eturauhassyövän kohdalla tulee nykyisillä tutkimusmenetelmillä vääriä hälytyksiä. Lisäksi tarvitaan terveiltä ihmisiltä kontrollinäytteitä.

– Siinäkin on oma ongelmansa, että saamme varmistettua, että kyseessä on varmasti terve potilas, kertoo Jouko Vepsäläinen Itä-Suomen yliopiston farmasian laitokselta.

Yhteistyötä tehdään myös muissa maissa toimivien tutkimusryhmien kanssa. Viime syksynä Cambridgessa luotiin yhteistyöverkostoja, jotta meneillään olevat tutkimukset olisivat aikanaan vertailukelpoisia keskenään. Muun muassa Ruotsissa, Japanissa ja Yhdysvalloissa on jo tehty asian parissa tutkimusta.

– Päätimme tehdä lisää yhteistyötä, niin tutkijat kuin koiranohjaajat ja -kouluttajat keskenään. Voisimme ottaa samat syöpätyypit tutkittavaksi eri näytteistä ja meillä voisi olla samat koiramäärät ja kaksoissokkotutkimukset, pohtii Paavilainen.

Kemian professori Jouko Vepsäläinen
Kemian professori Jouko Vepsäläinen kertoo, että tutkimuksessa ollaan lähellä läpimurtoa. Kuva: Sakari Partanen / Yle
 

Molekyylien arvoitus ratkeamassa

Kasvaimet haisevat niiden tuottamien typen ja rikkiyhdisteiden takia. Itä-Suomen yliopistossa Kuopiossa meneillään on molekyylitason tutkimus, jossa selvitetään, mitä koiran nenä näytteestä haistaa.

Professori Jouko Vepsäläinen kertoo, että läpimurto syövästä kertovien hajumolekyylien tunnistamiseksi on lähellä. Meneillään oleva tutkimus voi auttaa kehittämään teollisesti valmistettavaa ja kliinisesti sovellettavaa diagnostista testiä, joka voisi nopeuttaa ja helpottaa syövän tai sen esiasteen tunnistamista.

Parhaassa tapauksessa tämä merkitsisi, että potilaan näyte voitaisiin tutkia muutamassa minuutissa.

– Tiedämme 99 prosentin varmuudella olevamme oikeilla jäljillä. Mutta tieteessä on aina se mahdollisuus, että löytyy vielä jotain muutakin sen takaa, miksi koira haistaa syövän. Koiran hajuaisti on hirvittävän herkkä, jopa 10 000 kertaa tarkempi kuin ihmisellä. Ne molekyylit, jotka koira saattaa haistaa, on valtava ulottuvuus, jopa miljoonia molekyylejä, sanoo Vepsäläinen.

Molekyylitasolla tutkijoiden mielenkiinto kohdistuu polyamiineihin, joiden tutkimuksesta Kuopiossa on jopa 50 vuoden kokemus. Nyt käytettävä menetelmä on kuitenkin kehittynyt vasta viimeisen viiden vuoden aikana.

Polyamiinit ovat hilltä ja typpeä sisältäviä yhdisteitä, jotka ovat välttämättömiä kaikille soluille. Syöpäsolut tarvitsevat kasvaakseen paljon polyamiineja, ja samalla ne erittävät niitä ulos. Polyamiinien määrää mittaamalla päästäisiin siis syövän jäljille.

Meneillään olevissa kokeissa tarvitaan synteettisiä deuteroituja polyamiineja, joita Vepsäläisen luotsaaman laboratorion lisäksi osaa tehdä vain kaksi muuta tutkimusryhmää maailmassa. Deuterointi tekee tutkittavista molekyyleistä helpommin analysoitavia.

– Roolimme hajukoiratutkimuksessa on se, että toimimme niinsanottuna kultaisena standardina muille menetelmille, eli näille koirille ja mukana olevalle Environicsin elektroniselle nenälle. Meidän mittausmenetelmämme on niin tarkka, että saamme selville, mitä koirat näytteestä haistavat. Vahva olettamuksemme on, että koirat haistavat nimenomaan polyamiinit.

Testimenetelmän valmistumiseen menee useita vuosia

Se, miten nopeasti koiran nenä tai hajukoiratutkimuksen avulla kehitetty testi on virallisena apuna diagnoosin tekemisessä, riippuu rahasta ja asenteista.

– Eniten siitä, saavatko yliopistot rahaa tutkimukseen. Parhaassa tapauksessahan koirat ovat avuksi jo vuoden päästä, toivoo projektikoordinaattori Susanna Paavilainen.

– Useampi vuosi menee siihen, että kliininen testimenetelmä on valmis. Vuoden päästä olemme kuitenkin jo paljon viisaampia, sanoo professori Jouko Vepsäläinen.

Tutkimusryhmän vetäjä, dosentti Anna Hielm-Björkman puntaroi parhaillaan esimerkiksi joukkorahoituksen mahdollisuuksia tutkimuksen etenemisen nopeuttamiseksi.

Tuoreimmat aiheesta: Tiede

Pääuutiset

Tuoreimmat

Muualla Yle.fi:ssä