Solut koulutetaan sotaan syöpää vastaan

Aivoissa on miljardeja tukisoluja, jotka turvaavat hermosolujen toiminnan. Samat tukisolut voivat myös muuttua syöväksi. Immuuni­solujen koulutus tarjoaa uuden aseen taistelussa syöpää vastaan

Pääkallosi sisällä on työn touhussa hermosoluarmeija, jonka vahvuus on 86 miljardia solua. Se ei ole kuitenkaan ainoa armeija aivoissasi. Sen tukena on yhtä suuri joukko tukisoluja, jotka suojaavat aivojen verisuonia ja hermosoluja.

Tukisolut valvovat, mitkä aineet pääsevät aivoihin ja mitä aineita sieltä virtaa ulos. Ne tuottavat hermosoluille polttoainetta ja pitävät huolta siitä, että hermosolujen lähettämät viestit pääsevät kulkemaan. Ne myös ohjaavat hermosolujen toimintaa ja suojaavat aivoja bakteereilta ja viruksilta.

Aivojen tukisolut ovat elintärkeitä, mutta ne voivat myös muuttua hengenvaarallisiksi. Joka vuosi keskimäärin seitsemän ihmistä sadastatuhannesta saa aivosyövän. Sen aiheuttajana ovat 80 prosentissa tapauksista mutatoituneet tukisolut.

Kræft

Aivosyöpään kuoli vuonna 2018 kaikkiaan 241 037 ihmistä.

© Hellerhoff

Mutaatiot eli geenimuunnokset saavat tukisolut kehittymään syöpäsoluiksi. Nykytilanteessa lääkäreillä ei ole tehokasta keinoa aivosyöpää vastaan. Alle kymmenen prosenttia potilaista elää yli viisi vuotta sen jälkeen, kun syöpä on todettu. Tilanne voi kuitenkin muuttua.

Tutkijat testaavat parhaillaan uutta hoitoa. Se perustuu potilaan omiin immuuni­soluihin, jotka valmennetaan tuhoamaan syöpäsoluja. Huippuunsa treenatut solut etsivät kasvaimen ja käyvät hyökkäykseen.

Veri-aivoeste pysäyttää lääkkeen

Aivojen tukisoluja on useita erilaisia tyyppejä, muun muassa immuunisoluja eli mikrogliasoluja, oligodendrosyyttejä, jotka toimivat ikään kuin hermosolujen sähköisten impulssien eristeinä, ja astrosyyttejä eli tähtisoluja, jotka säätelevät, mitkä aineet pääsevät tekemisiin hermosolujen kanssa.

Lisäksi aivoissa on erityyppisiä kantasoluja, jotka tuottavat uusia tukisoluja. Yleisin syy aggressiiviseen aivosyöpään ovat pahanlaatuiset muunnokset kantasoluissa tai tähtisoluissa.

Tähtisolut ohjaavat aivoja

Astrosyytit eli tähden muotoon asettuneet tukisolut suojaavat ja ravitsevat aivojasi. Ne ovat korvaamattomia aivojen toiminnalle.

  • Tähtisolut vartioivat pääsyä aivoihin

    Tähtisolut säätelevät aivojen suonissa virtaavan veren määrää ja sitä, mitä aineita verestä pääsee aivosoluihin.

  • Tähtisolut ruokkivat hermoja

    Tähtisolut varastoivat glukoosia ja muuttavat sitä laktaatiksi. Kun aivot tarvitsevat lisää energiaa, tähtisolut antavat laktaattia hermosolujen polttoaineeksi.

  • Tähtisolut siivoavat aivot

    Välittäessään viestejä hermosolut erittävät välittäjäaineita ja ioneja. Tähtisolut siivoavat aivoja, jotta hermosolujen viestiaineet mahtuvat kulkemaan.

Usein tuloksena on potilaan kuolema. Aivosyöpäpotilaiden ennuste on usein huonompi kuin muita syöpätyyppejä sairastavien, koska kasvaimen poistaminen aivoista leikkaamalla on vaikeaa vahingoittamatta tervettä kudosta ja verisuonia. Lisäksi niin sanottu veri-aivoeste vaikeuttaa kasvaimen hoitoa lääkkeillä

Pahimpaan aivosyöpätyyppiin, glioblastoomaan, sairastuneet potilaat elävät keskimäärin 15 kuukautta diagnoosin jälkeen.

Veri-aivoeste koostuu aivojen verisuonia ympäröivästä tiiviistä solukosta, joka päästää verestä aivoihin vain tietyt aineet. Erityisesti vesiliukoiset aineet, kuten suolat, eivät juuri läpäise estettä. Sen sijaan rasvaliukoiset aineet, kuten happi, pääsevät helposti verestä aivosoluihin. Veri-aivoesteen tehtävä on estää vaarallisia aineita kulkeutumasta aivoihin, mutta samalla se estää monien lääkkeiden pääsyn aivoihin. 95 prosenttia testatuista aivosairauksien lääkkeistä jää tehottomiksi juuri veri-aivoesteen takia.

Tilanne ei kuitenkaan ole toivoton. Tutkijat ovat testaamassa uutta hoitomenetelmää, joka kiertää veri-aivoesteen ja käy syöpäsolujen kimppuun vahingoittamatta tervettä kudosta.

Immuunisolut treeniin

Nykyisin aivosyöpää hoidetaan kolmella tavalla. Ensimmäinen keino on kirurgia. Siihen voidaan kuitenkin yleensä turvautua vain, jos syöpä todetaan varhaisessa vaiheessa. Myös tulokset ovat epävarmat. Koska aivoissa pitää toimia hyvin varovaisesti, voi olla vaikeaa saada kaikkia syöpäsoluja poistetuksi. Kaksi muuta keinoa ovat lääke- ja sädehoito, joilla poistetaan jäljelle jääneet syöpäsolut.

Aivosyövän hoidossa ne eivät kuitenkaan ole kovin tehokkaita. Siksi aggressiivisimman aivosyövän, glioblastooman, saaneista potilaista vain noin neljä prosenttia selviää hengissä yli viittä vuotta sairastumisensa jälkeen.

Proteiinin mutaatio tuo syövän

Jos dna:ssa tapahtuu virhe, elimistössä syntyy viallisia proteiineja. Ne voivat muuttaa aivojen tukisolut syöpäsoluiksi, jotka tuhoavat aivokudosta.

Solun dna:han syntyy virhe

Normaalisti solussa on proteiineja, jotka estävät syövän synnyn. Ne estävät dna:han syntymästä muunnoksia eli mutaatioita, kun solu jakautuu. Joissakin tilanteissa joihinkin soluihin kuitenkin syntyy mutaatioita, joissa osa dna:n geeneistä vioittuu tai muuttuu toimintakyvyttömäksi.

Proteiinit tuottavat syöpäsoluja

Solun dna:n geenit ohjaavat proteiinien syntyä, ja geenien muutosten takia syntyy epänormaaleja proteiineja. Seurauksena voi olla, että proteiinit, jotka normaalisti suojaavat syövältä, eivät toimi, tai syntyy uusia proteiineja, jotka saavat soluissa aikaan haitallisia muutoksia.

Kasvain tuhoaa aivoja

Kun solu on muuttunut syöpäsoluksi, se alkaa jakautua villisti ja siitä muodostuu kasvain. Kasvain puristaa ympäröivää aivokudosta ja haittaa sen toimintaa. Pahimmillaan seurauksena on kuolema.

Syöpätutkijat kehittelevätkin kovaa vauhtia neljättä asetta. Sen nimi on immuunisoluhoito, ja siinä käytetään hyväksi elimistön omia immuunisoluja. Tähän hoitoon liittyvät tutkimukset tuottivat viime vuonna lääketieteen Nobel-palkinnon yhdysvaltalaiselle James Allisonille ja japanilaiselle Tasuku Honjolle.

Immuunisoluhoito tapahtuu niin, että potilaaseen ruiskutetaan aineita, jotka aktivoivat hänen immuunijärjestelmänsä soluja, tai häneltä otetaan immuunisoluja ja koulutetaan ne tunnistamaan tiettyjä proteiineja, joita esiintyy syöpäsolujen pinnalla. Tällöin immuunisolut pystyvät itse hakeutumaan kasvaimeen ja tuhoamaan sen solut vahingoittamatta matkan varrella terveitä soluja. Immuunisoluhoito on havaittu toimivaksi, ja useita sen muunnelmia on jo hyväksytty hoitomenetelmiksi.

Immuunijärjestelmän niin sanotut T-tappajasolut (punainen) voivat etsiä syöpäsolun (sininen) ja tappaa sen.

© Alex T. Ritter et al. 2015

Tähän asti ongelmana on ollut se, että immuunisoluhoito harvoin saa nujerrettua kaikkia syöpäsoluja ja jonkin ajan kuluttua syöpä uusiutuu. Syynä voi olla se, että toistaiseksi immuunisoluja ei ole saatu koulutettua tunnistamaan kaikkien syöpäsolujen pintaproteiineja. Kasvaimessa on monenlaisia soluja, ja kaikilla niillä ei ehkä ole juuri niitä pintaproteiineja, jotka immuunisolut on opetettu tunnistamaan. Nämä syöpäsolut jäävät eloon ja voivat ajan mittaan muodostaa uuden kasvaimen.

Nyt tanskalaisen Walter Fischerin johtama tutkijaryhmä on kehittänyt uudenlaisen immuunisoluhoidon, joka voi ratkaista ongelman. Siinä immuunisolut opetetaan tunnistamaan iso joukko syöpäsolujen pintaproteiineja, jolloin entistä suurempi osa syöpäsoluista joutuu immuunisolujen maaliksi. Menetelmää on jo testattu ihmisillä, ja tulokset ovat rohkaisevia.

Kasvaimet kutistuvat

25 potilasta ilmoittautui vapaaehtoiseksi kokeilemaan Fischerin tutkijaryhmän kehittämää hoitoa. Aiemmat hoidot eivät olleet auttaneet heitä, ja lääkärien mukaan heillä oli vain muutama kuukausi elinaikaa.
Fischerin koe oli ensimmäisen vaiheen tutkimus, jossa ensisijaisesti selvitettiin hoidon mahdollisia sivuvaikutuksia.

Kokeessa potilaat saivat kolme immuunisoluannosta viiden kuukauden aikana. Potilaista tosin vain kymmenen eli koejakson loppuun asti. Heistä seitsemän jatkoi seuraavaan tutkimusjaksoon, jossa he saivat lisää immuunisoluruiskeita. Yhdellä potilaalla kasvaimen kasvu lakkasi, ja kolmella muulla potilaalla kasvain alkoi selvästi kutistua.

Kræft
© Alexei F. Kirkin et al./Nature

Näin suuret edistysaskeleet ovat aivosyöpäpotilailla harvinaisia. Tutkijoiden mukaan ensimmäisen tutkimusvaiheen tulokset osoittavat, että immuunisoluhoito tehoaa eikä aiheuta merkittäviä sivuvaikutuksia. Vielä on silti ennenaikaista sanoa, onko uusi menetelmä tehokkaampi kuin aikaisemmat. Sitä varten tarvitaan laajempia kokeita. Fischer on kuitenkin toiveikas.

Fischer kertoo vanhasta naisesta, joka oli ollut syövän takia liikuntakyvytön ja hoidon ansiosta pystyi nousemaan pyörätuolista. Puolessa vuodessa ensimmäisen immuunisoluruiskeen jälkeen syöpäsolut olivat kadonneet aivoista kokonaan. Nainen tosin kuoli myöhemmin sydänsairauteen.

Ikääntyneellä miespotilaalla aivokasvain kutistui niin paljon, että hän pystyi aloittamaan uudestaan soittoharrastuksensa. Muutaman vuoden kuluttua kasvain kuitenkin alkoi taas laajeta ja hän menehtyi.

Treenatut immuunisolut aivosyövän kimppuun

Tanskalaistutkija Walter Fischer kollegoineen on kehittänyt ohjelman, jolla potilaan omat immuunijärjestelmän solut opetetaan etsimään ja tuhoamaan aivoissa piilevät syöpäsolut.

Geenit pannaan toimimaan

Potilaalta otetaan niin sanottuja T-auttajasoluja. Niiden kuten muidenkin terveiden solujen dna:ssa on metyyliryhmiä, jotka estävät CT-antigeeneiksi kutsuttuja proteiineja tuottavien geenien toiminnan. Kun soluihin lisätään 5-aza-CdR-nimistä ainetta, metyyliryhmät poistuvat.

Solut alkavat jäljitellä syöpäsoluja

Kun geenien estot on poistettu, T-auttajasolut alkavat tuottaa CT-antigeenejä. Antigeenit kulkeutuvat muun muassa solujen pinnalle, missä niitä ei ole muilla terveillä soluilla. Sen sijaan syöpäsoluilla niitä on.
Niinpä T-auttajasolut muistuttavat nyt syöpäsoluja.

Auttajasolu valmentaa tappajasolua

Kun T-auttajasoluihin pannaan potilaan verta, osa veressä olevista niin sanotuista T-tappajasoluista sitoutuu T-auttajasolun CT-antigeeneihin. Samalla nämä tappajasolut alkavat jakautua. Tuloksena on pian iso joukko tappajasoluja, jotka ovat oppineet tunnistamaan CT-antigeenin.

Tappajasolu käy kasvaimen kimppuun

Kun T-tappajasoluja ruiskutetaan potilaan verenkiertoon, ne kulkeutuvat syöpäkasvaimeen ja kiinnittyvät sen soluihin, koska ne tunnistavat niiden pinnan CT-antigeenit. Sitouduttuaan syöpäsoluihin T-tappajasolut alkavat erittää myrkkyä, joka tappaa syöpäsoluja.

Tutkijat toivovat, että uusi hoito tehoaa paremmin potilaisiin, joiden syöpä ei ole edennyt vielä pahimpaan vaiheeseen. Fischerin tutkijaryhmällä on nyt menossa kakkosvaiheen tutkimus, jossa hoitoa testataan 40:llä suhteellisen varhaisessa sairauden vaiheessa olevalla glioblastoomapotilaalla. Immuunisoluhoidon lisäksi potilaat saavat tavanomaista säteily- ja lääkehoitoa. Jotta voidaan selvittää, onko mahdollinen parantuminen immuunisoluhoidon ansiota, mukana on 20 potilaan verrokkiryhmä, joka saa vain säteily- ja lääkehoitoa.

Osa tutkijoista suhtautuu epäilevästi uuteen immuunisoluhoitoon, ja siksi kakkosvaiheen tuloksia odotetaan kovasti. Fischer kollegoineeen on jo havainnut menetelmässään heikkouksia. He uskovat, että ykkösvaiheen kokeen huonot tulokset joillakin koehenkilöillä johtuvat siitä, että syöpäsolut käyvät vastahyökkäykseen immuunisoluja vastaan. Tähän on ehkä jo löytynyt ratkaisu.

Geenitekniikka tehostaa T-soluja

Aivosyöpä ajaa elimistöä puolustavat niin sanotut T-tappajasolut piiloon luuytimeen. Yhdysvaltalais-japanilaisen tutkimuksen mukaan potilailla, joilla on pitkälle edennyt glioblastooma, on veressään hyvin vähän T-soluja eli veren valkosoluja. Sen sijaan ne kerääntyvät luuytimeen, missä ne eivät vaikuta syöpään. Hiirillä tehdyt kokeet ovat osoittaneet, että uusien T-solujen ruiskuttamisesta vereen ei ole hyötyä, koska 24 tunnissa uudetkin T-solut olivat luuytimessä.

Kræft
© Shutterstock

Syy immuunijärjestelmän heikkouteen on se, että syöpäkasvain saa T-solut poistamaan pinnaltaaan S1P1-reseptorin. Normaalisti reseptori auttaa T-soluja löytämään tiensä imusolmukkeista verenkiertoon. Ilman sitä T-solut jäävät luuytimeen. Tutkijat etsivät ongelmaan ratkaisua muokkaamalla T-solujen geenejä niin, että ne eivät voi poistaa S1P1-reseptoreja pinnaltaan. Kun muuntogeeniset T-solut ruiskutettiin hiiriin, ne pysyivät verenkierrossa. Syöpähoidossa testataan myös muuntyyppisiä muuntogeenisiä T-soluja.

Tulevaisuudessa syöpää vastaan käydäänkin todennäköisesti sekä treenatuilla immuunisoluilla että geenitekniikalla.

Video: Muuntogeenisiä immuunisoluja käytetään jo nykyään

Lue myös:

Älykkyys

Treenaa aivojasi ennustamaan tulevaa

2 minuuttia
ÄO-testi

ÄO: Maailman ÄO-ennätykset

4 minuuttia
Kræft opstår ved at celler deler sig unaturligt og muterer.
Syöpä

Miten syöpä syntyy?

1 minuuttia
Suosituimmat

Kirjaudu sisään

Virhe: Tarkista sähköpostiosoite
Salasana vaaditaan
NäytäPiilota

Oletko jo tilaaja? Oletko jo lehden tilaaja? Napsauta tästä

Uusi käyttäjä? Näin saat käyttöoikeuden!