Kantasoluja viileässä

Mitä kantasolut ovat?

Kantasolut voivat kehittyä miksi tahansa elimistön soluiksi. Ne ovat loistavaa materiaalia tutkijoille, jotka käyttävät niitä enenevässä määrin menetettyjen aistien korvaamiseen ja niin reuman ja diabeteksen kuin syövänkin hoitoon.

Kantasolut voivat kehittyä miksi tahansa elimistön soluiksi. Ne ovat loistavaa materiaalia tutkijoille, jotka käyttävät niitä enenevässä määrin menetettyjen aistien korvaamiseen ja niin reuman ja diabeteksen kuin syövänkin hoitoon.

Shutterstock

2016 maaliskuussa 20-vuotiaan yhdysvaltalaisen Kris Boesenin niska murtui ja hän halvaantui kaulasta alaspäin. Alle kuukauden päästä Boesen otti osaa lääketieteelliseen kokeeseen, jossa katkenneeseen selkäytimeen ruiskutettiin kymmenen miljoonaa kantasolua.

Tulos oli kuin ihme. Kolmen kuukauden päästä Boesen pystyi liikuttamaan jo kumpaakin kättään, kirjoittamaan nimensä, käyttämään puhelinta ja halaamaan ystäviään ja sukulaisiaan.

Boesen ei ole ainoa, joka on päässyt nauttimaan kantasolujen ihmeellisistä ominaisuuksista. Eri puolilla maailmaa tutkitaan, miten kantasoluilla voitaisiin hoitaa niin lapsettomuutta ja reumaa kuin diabetesta ja syöpääkin.

Mitä kantasolut ovat?

Kantasolut ovat soluja, jotka parhaimmillaan voidaan saada kypsymään miksi tahansa kehon noin 200 solutyypistä, esimerkiksi ihosoluiksi.

Manipuloimalla kantasoluja laboratoriossa pystytään korvaamaan elimistön sairaita tai heikentyneitä soluja terveillä ja siten jonain päivänä parantamaan esimerkiksi diabetes, Alzheimerin tauti, halvaukset ja sydänsairaudet.

Elimistön rakennuspalikoiden tutkiminen ei hyödytä vain ihmistä.

Kantasolut voivat auttaa myös pelastamaan hyvin uhanalaisia eläinlajeja – ja jopa herättämään henkiin jo hävinneitä lajeja.

Kokeissa on esimerkiksi taannutettu säilyneitä mammutin soluja kantasoluiksi, jotka voidaan saada kypsymään siittiö- tai munasoluiksi.

Erityyppiset kantasolut

Kantasolut voidaan jakaa kahteen päätyyppiin – kudoskantasoluihin ja pluripotentteihin alkion kantasoluihin.

Kudoskantasoluja on esimerkiksi ihossa, suolistossa ja veressä ja myös elimissä, kuten aivoissa, sydämessä ja maksassa. Niiden tehtävänä on ylläpitää ja korjata kudosta sen kuluessa.

Pluripotentteja eli monikykyisiä kantasoluja esiintyy alkion kehityksen varhaisvaiheessa, ja ne voivat erilaistua lähes miksi tahansa täysikasvuisen ihmisen noin 200 solutyypistä.

Pluripotentteja kantasoluja mikroskoopissa

Kaksi pluripotenttien kantasolujen viljelmää mikroskoopissa. Viljelmiä ympäröivät solut tukevat kantasolujen kasvua.

© Shutterstock

Mihin kantasoluja käytetään?

Vuonna 1998 yhdysvaltalaisen tutkijan James Thomsonin onnistui eristää ihmisen alkiosta kantasoluja ja saada ne kasvamaan laboratoriossa. Sen jälkeen tutkijat eri puolilla maailmaa ovat saaneet manipuloitua kantasolut erilaistumaan niin, että niitä voidaan käyttää monien sairauksien hoidossa.

Muun muassa reuman hoidossa on saatu lupaavia tuloksia muuttamalla rasvakudoksen kantasoluja rustosoluiksi ja ruiskuttamalla niitä polveen tuhoutuneen ruston tilalle.

Hoito korjasi tuhoutunutta kudosta ja hillitsi nivelen tulehdusta niin, että uusi rusto ei alkanut heti rappeutua.

Vuonna 2019 japanilainen nainen sai näkönsä takaisin, kun hänelle kasvatettiin uusi sarveiskalvo kantasoluista.

Se onnistui, kun ihosoluja taannutettiin ensin kantasoluiksi kemiallisten kasvutekijöiden avulla niin, että ne alkoivat käyttäytyä kuin alkion kantasolut.

5 kantasoluläpimurtoa

1981

Hiirten alkioista löydettiin kantasoluja, joita viljeltiin laboratoriossa.

1998

Kantasoluja eristettiin ensi kertaa ihmisen alkioista.

2006

Japanilainen tutkija sai kypsät solut käyttäytymään kantasolujen lailla.

2012

Ihmisen alkion kantasoluja käytettiin ensi kertaa heikentyneen näön korjaamiseen ihmisellä.

2014

Laboratoriossa valmistettiin ensi kertaa ihmisen ihosolusta muna- ja siittiösolujen aihioita.

Kypsiä ihosoluja, jotka ohjelmoidaan taantumaan kantasoluiksi, kutsutaan indusoiduiksi pluripotenteiksi kantasoluiksi (iPS). Menetelmää käytti ensimmäisen kerran vuonna 2006 japanilainen Shinya Yamanaka.

Ihosolujen muuttaminen pluripotenteiksi kantasoluiksi tehdään yleensä ujuttamalla ihosoluihin retroviruksia.

Retrovirukset "nollaavat" ihosolut eli taannuttavat ne kantasoluiksi, minkä jälkeen ne voivat erilaistua miksi tahansa muiksi solutyypeiksi.

Video: Näin syntyvät pluripotentit kantasolut

Vuonna 2020 yhdysvaltalaisten tutkijoiden onnistui ohjata indusoidut pluripotentit kantasolut käyttäytymään kuin insuliinia tuottavat solut, jotka säätelevät elimistössä verensokeria.

Koe tehtiin hiirillä, mutta toiveiden mukaan menetelmää voidaan jonain päivänä soveltaa myös ihmisiin ja parantaa miljoonat diabetesta nykyisin maailmassa sairastavat.

Kantasolut rokottavat syöpää vastaan

Yhdysvalloissa Stanfordin yliopiston lääketieteellisessä tiedekunnassa toivotaan, että yliopiston hiirikoe voidaan toistaa ihmisillä. Saadut tulokset viittaavat nimittäin siihen suuntaan, että iPS-solut voivat antaa immuunijärjestelmälle käskyjä hyökätä syöpäkasvainten kimppuun tai ehkäistä niiden syntyä.

Kantasolut ja syöpäsolut muistuttavat toisiaan, sillä ne kummatkin ovat kypsymättömiä soluja, jotka voivat jakaantua loputtomiin.

Tutkimus viittaa siihen suuntaan, että syöpä- ja kantasoluilla on pinnallaan tietynlainen proteiini (epitooppi), joka aiheuttaa immuunijärjestelmässä reaktion.

Kokeessa yritettiin todistaa yksinkertaisesti se, että ruiskuttamalla iPS-soluja elimistöön voidaan opettaa immuunijärjestelmä torjumaan syöpoluja niiden ilmaantuessa niin, että ne eivät pääse leviämään elimistössä yhtä nopeasti kuin tavallisesti.

Kantasolut toimisivat tällöin eräänlaisena syöpärokotteena.

Kokeessa hiirille annettiin iPS-soluruiske, kun taas toinen ryhmä hiiriä toimi verrokkeina. Kaikille hiirille siirrettiin sen jälkeen rintasyöpä- ja keuhkosyöpäsoluja.

Hiirille, jotka olivat saaneet iPS-soluja, kehittyi pienempiä kasvaimia kuin verrokeille.

Ruiskeen saaneista hiiristä kaksi torjui syöpäsolut kokonaan ja eli vielä vuoden kokeen jälkeen.

”Konsepti on sinällään yksinkertainen: voimme ottaa verisolujasi, muuntaa ne iPS-soluiksi ja ruiskuttaa takaisin kehoon estämään syöpien kehittymistä. Odotan kiinnostuneena sitä, mitä menetelmällä saadaan tulevaisuudessa aikaan”, totesi Joseph Wu, yksi tutkijoista.

Muuntamalla veri- tai ihosoluja kantasoluiksi ja ruiskuttamalle ne takaisin koehiirten elimistöön tutkijat osoittivat, että kantasolut toimivat eräänlaisena rokotteena syöpää vastaan.

Retrovirus ja verisolu
© Malene Vinther

Verisoluista tulee kantasoluja

Verisolut nollataan retroviruksen avulla indusoiduiksi pluripotenteiksi kantasoluiksi eli iPS-soluksi. Ne voivat sen jälkeen erilaistua miksi tahansa solutyypeiksi.

T-solu tunnistaa proteiinin
© Malene Vinther

Kantasolut aktivoivat immuunijärjestelmän

iPS-soluilla (vasemmalla) ja syöpäsoluilla on pinnallaan epitoopiksi kutsuttu proteiini (musta). Ruiskuttamalla iPS-soluja elimistöön voidaan opettaa immuunijärjestelmän T-solut (valkoinen) tunnistamaan epitooppia kantavat solut.

T-solut hyökkäävät syöpäsolun kimppuun
© Malene Vinther

Syöpä joutuu luovuttamaan

Jos elimistöön ilmaantuu tämän jälkeen syöpäsoluja, immuunijärjestelmä tunnistaa ne paremmin ja voi tuhota ne – periaate on sama kuin rokotteissa, jotka saavat kehittymään vasta-aineita taudinaiheuttajaa vastaan.

Yksityisklinikat myyvät hoitoja, joilla voi olla vaarallisia sivuvaikutuksia

Mahdollisuudet hoitaa sairauksia kantasoluilla vaikuttavat lähes loppumattomilta, mutta vaaditaan vielä paljon tutkimusta aiheesta, ennen kuin kantasoluhoitoja voidaan alkaa käyttää laajemmin.

Tätä tosiseikkaa eivät yksityiset klinikat ole ottaneet huomioon kaupitellessaan asiakkailleen hoitoja, joiden tehoa ei ole voitu vielä todistaa.

Etenkin Yhdysvalloissa on viime vuosina perustettu yli sata yksityistä klinikkaa, jotka lupaavat parantaa kaiken maailman sairaudet kantasoluilla.

Ongelmana on kuitenkin se, että hoidot eivät yleensä ole Yhdysvaltojen elintarvike- ja lääkintäviraston FDA:n hyväksymiä ja että niistä voi olla enemmän haittaa kuin hyötyä.

Viime vuosina on nostettu yhä enemmän oikeusjuttuja tapauksissa, joissa potilas on sokeutunut silmään pistetystä kantasoluruiskeesta tai saanut tulehduksia selkärankaan pistetyistä kantasoluista.

”Kukaan ei tiedä varmasti, ovatko nämä kantasoluhoidot tehokkaita. Siihen asti, kunnes on tehty hyvin valvottuja kliinisiä kokeita, jotka osoittavat, että hoidot tehoavat ihmisiin, kantasolujen vaikutusta voidaan vain arvailla”, totesi Scott Noggle, voittoa tavoittelemattoman The New York Stem Cell Foundationin johtaja The New York Times -lehdelle 2019.

Muuallakin kuin Yhdysvalloissa epätoivoiset potilaat, joilla ei ole rahasta pulaa, yrittävät hakea apua epävirallisista kantasoluhoidoista.

Kiinassa sadat klinikat ovat erikoistuneet kantasoluilla tehtäviin vaihtoehtohoitoihin.

Viimeksi kiinalaistutkijat ovat hoitaneet vaikeita COVID-19-tautitapauksia kantasoluterapialla, millä sanottiin olleen myönteinen vaikutus tautiin.

Tässäkään tapauksessa kantasoluhoidon tehoa ei ole voitu osoittaa dokumentoidusti.