Tulevaisuuden lääketiedettä -podcastin neljännessä jaksossa tiedetoimittaja Mari Heikkilä keskustelee ihmisen varaosista Tampereen yliopiston professori Katriina Aalto-Setälän ja Husin sydänkirurgi Karl Lemströmin kanssa.
Monissa sairauksissa kudokset tai elimet vaurioituvat ja tilalle tarvitaan uusia. Esimerkiksi tyypin 1 diabeteksessa tuhoutuvat haiman insuliinia tuottavat solut ja maksakirroosissa maksasolut. Tulevaisuudessa tällaisten vaurioiden korjaamiseen todennäköisesti käytetään kantasoluja.
”Esimerkiksi Japanissa on jo kerätty ips-kantasolupankkia, jossa kasvatetaan väestölle kudossopivia solulinjoja”, kantasolututkija, professori Katriina Aalto-Setälä kertoo Tulevaisuuden lääketiedettä -podcastissa.
Tulevaisuudenvisio on, että meillä on ips-solupankki, josta voidaan tilata ihmiselle kudossopivia kantasoluja samaan tapaan kuin nykyisin tilataan verisoluja verensiirtoja varten. Ips-solupankissa voisi olla myös jo valmiiksi erilaistettuja kudoksia, esimerkiksi silmän verkkokalvoja tai maksasoluja odottamassa tarvitsijoita.
Ips-solut ovat tulleet alkion kantasolujen tilalle
Ips-solut ovat uutta vuonna 2007 kehitettyä tekniikkaa. Ne ovat kantasoluja, joita voidaan valmistaa laboratoriossa kenen tahansa ihmisen soluista. Riittää, kun otetaan ihmiseltä esimerkiksi ihosoluja. Niistä saadaan indusoitua eli muokattua keinotekoisesti kantasoluja, jotka kykenevät jakautumaan loputtomasti ja erilaistumaan kaikiksi mahdollisiksi solutyypeiksi. Eli niistä tulee aiemmin kantasolututkimuksessa käytettyjen alkion kantasolujen kaltaisia. Menetelmän kehittäjille myönnettiin vuonna 2012 Nobelin palkinto.
Onhan se ollut mullistava menetelmä.
”Reilu kymmenen vuotta sitten ei vielä edes tiedetty ips-soluista, mutta nykyisin kaikki maailman laboratoriot, jotka tutkivat kantasoluja, käyttävät niitä. Onhan se ollut mullistava menetelmä.”
Ips-solut ovat myös hälventäneet kantasolututkimuksiin aiemmin liittyneet eettiset ongelmat, sillä enää tutkimuksissa ei tarvita alkion kantasoluja. Monissa maissa alkion kantasolujen käyttö on herättänyt kiivasta vastustusta.
Ihmisen soluista syntyy oma, henkilökohtainen koe-eläin
Se, että nykyisin kantasoluja saadaan tehtyä kenen tahansa ihmisen soluista, on tuonut aivan uusia mahdollisuuksia sairauksien mekanismien selvittämiseen.
Aalto-Setälä itse on tutkinut jo vuosikymmeniä perinnöllisiä sydänsairauksia. Hänen mukaansa potilaan soluista tehdyt ips-solut ovat nykyisin tärkeä apu tutkimuksissa. Kun ne erilaistetaan sydänsoluiksi ja ne alkavat sykkiä laboratoriossa kasvatusmaljalla, niissä näkyy sama perinnöllinen toimintahäiriö kuin ihmisen omassa sydämessä.
Hiirelle on valtavasti dementialääkkeitä olemassa.
”Olemme pystyneet tutkimaan laboratoriossa potilaan sydänsolujen avulla, miten niiden toiminta poikkeaa — mikä saa aikaan sairauden. Olemme myös testanneet lääkeaineiden vaikutusta sydänsoluihin, joissa on jokin tietty mutaatio.”
Ips-solujen avulla saadaan esimerkiksi testattua uusia lääkeaineita turvallisesti laboratoriossa — eikä tarvitse vaarantaa potilaan terveyttä käyttämällä häntä itseään koekaniinina.
”Tulevaisuudessa ei tarvitse enää altistaa potilasta vaan voidaan katsoa solutasolla, mikä hänelle olisi paras lääke.”
Aalto-Setälän mukaan ips-solujen käyttö on vähentänyt myös eläinkokeiden tarvetta. Nyt monia asioita voidaan tutkia suoraan potilaiden soluilla. Kaikkia eläinkokeita ei soluviljelmillä silti voida tulevaisuudessakaan korvata, sillä elävä eläin on paljon monimutkaisempi kokonaisuus kuin solut laboratoriomaljalla. Silti monissa tapauksissa soluviljelmillä saadaan luotettavampia tuloksia kuin eläinmalleilla.
”Se on jo opittu, että hiiri mallintaa ihmistä hirvittävän huonosti. Esimerkiksi hiirelle on valtavasti dementialääkkeitä olemassa, mutta ne eivät toimi ihmisillä.”
3D-tulostus auttaa muodostamaan kantasoluista tarvittavia rakenteita
Tulevaisuudessa, kun menetelmät kehittyvät, ips-soluista tullaan todennäköisesti tuottamaan ihmisille monenlaisia kudoksia vaurioituneiden tilalle.
”Varmaan ensimmäisiä, mitä ips-soluista tuotetaan, ovat haiman solut sokeritaudin hoidossa. Siihen satsataan ihan hirveästi”, Aalto-Setälä toteaa.
Muita elimiä, joihin kantasoluista voitaisiin saada varaosia, ovat muun muassa munuainen ja maksa.
Varmaan ensimmäisiä, mitä ips-soluista tuotetaan, ovat haiman solut sokeritaudin hoidossa.
Kantasoluista erilaistettujen haima-, munuais- tai maksasolujen ei tarvitsisi olla nykyisten elinten kaltaisia ja niiden paikalla, vaan ne voisivat missä tahansa sopivassa kohdassa elimistöä. Monissa tutkimuksissa on kokeiltu kehittää viime aikoina erilaisia minikokoisia elimiä.
Aalto-Setälän mukaan kantasolurakenteiden valmistamisessa hyväksi avuksi on osoittautunut 3D-tulostus. Sillä saadaan tulostettua tarvittavat tukirakenteet ja kantasolut kerros kerrokselta oikeaan muotoon.
”Yllättävän hyvin kaikki solut, joita mekin olemme kokeilleet, sydän- tai maksasolut, ovat siitä printtauksesta säilyneet elävinä”, Aalto-Setälä kertoo.
Lupaava tulevaisuuden käyttökohde kantasoluille ovat myös silmäsairaudet. Esimerkiksi Tampereella on Heli Skottmanin ryhmässä tulostettu 3D-printterillä silmän verkkokalvoja. Aalto-Setälä uskoo, että tämän tyyppiset varaosat silmiin ovat yksi ensimmäisistä kantasolujen käyttökohteista.
Teksti: Mari Heikkilä