Opracowaniem nieinwazyjnej oceny niedoboru tlenu w tkankach zajmują się naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego. O badaniach, stanowiących odpowiedź na jedno z największych wyzwań medycyny obrazowej, napisał magazyn „Science”.
Prof. Paweł Moskal z Instytutu Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego Uniwersytetu Jagiellońskiego jest jednym z czworga polskich naukowców, którzy w połowie czerwca sięgnęli po granty ERC Advanced. Otrzymał 2,5 mln euro na projekt POSITRONIUM, którego celem jest poznanie odpowiedzi na pytanie: czy natlenianie tkanek można badać za pomocą pozytonium?
Pozytonium (stan związany elektronu i pozytonu) jest wytwarzany w organizmie człowieka podczas diagnozowania za pomocą pozytonowej emisyjnej tomografii (PET). Zjawisko to nie było do tej pory wykorzystywane w medycynie. Dopiero w zeszłym roku, właśnie pod kierunkiem prof. Pawła Moskala, wykonano pierwszy obraz właściwości atomów pozytonium w mózgu człowieka. Pisaliśmy o tym niedawno w naszym serwisie.
Właściwości atomów pozytonium w tkankach zależą od wielkości przestrzeni wewnątrzcząsteczkowych i stężenia molekuł tlenu. Dlatego teoretycznie atom pozytonium może służyć jako biomarker utleniania tkanek. Ale czy rzeczywiście tak jest? Czy w ogóle można odróżnić anihilację pozytonium po jego interakcji z tlenem od anihilacji z elektronami z atomów tworzących tkankę? Na to pytanie nie ma odpowiedzi a priori, ponieważ liczba klasycznych cech mierzalnych dostępnych z pomiaru fotonów anihilacyjnych jest mniejsza niż liczba mechanizmów prowadzących do anihilacji pozytonów w tkankach.
W projekcie POSITRONIUM postawiono fundamentalnie nową hipotezę, zakładającą, że natlenianie tkanek można badać poprzez pomiar stopnia splątania fotonów powstających w wyniku anihilacji pozytonium. Teoretycznie fotony powstające w wyniku anihilacji pozytonium są splątane kwantowo w polaryzacji i wykazują nielokalne korelacje – niewytłumaczalne klasycznie. Splątanie kwantowe odzwierciedla się w rozkładzie kąta względnego między płaszczyznami polaryzacji fotonów. Badacze zakładają, że takie rozkłady są wrażliwe na hipoksję tkanek. Prowadzi to do oczekiwania, że stopień splątania fotonów z pozytonium oddziałujących z rozpuszczonym tlenem różni się od przypadku, gdy anihilacja zachodzi poprzez wychwycenie elektronu z molekuły tworzącej tkankę.
Fizykowi z Uniwersytetu Jagiellońskiego bez rozgłosu udało się znaleźć sposób na »wyciśnięcie« dodatkowych informacji ze skanerów PET. Poprzez zbadanie czasu życia egzotycznego atomu pozytonium, powstającego w ludzkim ciele podczas procesu obrazowania, będzie można precyzyjnie wykryć typ nowotworu, monitorować przebieg choroby i dopasowywać plan leczenia – czytamy na łamach „Science” o pionierskich badaniach realizowanych przez prof. Pawła Moskala we współpracy z prof. Ewą Stępień na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ.
Projekt zostanie zrealizowany przy użyciu unikalnego systemu tomograficznego J-PET i metody pomiaru splątania kwantowego wynalezionych przez prof. Pawła Moskala. Tomograf J-PET umożliwia obrazowanie czasu życia pozytonium w człowieku i wykrywanie polaryzacji fotonów z anihilacji pozytonium. Do badania splątania konieczna jest możliwość pomiarów wielu fotonów jednocześnie. Tomograf J-PET na UJ pierwszym wielofotonowym tomografem na świecie. Dlatego zaplanowane badania można obecnie przeprowadzić tylko na Uniwersytecie Jagiellońskim. Żaden inny tomograf nie daje takich możliwości.
MK, źródło: UJ
Szacunek dla zespołu i też administracji/politykow. Czasami granty wpadają tam gdzie trzeba, więcej kasy na prawdziwą naukę i badania a mniej na czołgi. Sądzę że w Bazylei też jest PET z takimi możliwościami?
No to czym w koncu jest to pozytonium - stanem, czy obiektem (atom) ?!
Wreszcie coś pozytywnego na Forum AKADEMICKIM a nie wypociny ministry i różnych komisji o liczeniu punktów, ministerialnych. Gratulacje dla zespołu.
Dołączam się z życzeniami dla zespołu