Ihmisen puolustusjärjestelmän solut pystyvät liikkumaan itsenäisemmin kuin on aiemmin luultu. InFLAMES-tutkija Jonna Alangon tutkimuksessa havaittiin, että immuunisolut eivät liiku vain seuraamalla passiivisesti ympäristönsä kemiallisia vihjeitä. Päinvastoin, ne osaavat myös muokata näitä vihjeitä ja kykenevät siten suunnistamaan omin avuin kohden määränpäätään muuttuvissakin olosuhteissa.
Solujen liikkuminen paikasta toiseen on välttämätön ja perustavaa laatua oleva elämän ilmiö. Se on tärkeä edellytys muun muassa yksilönkehitykselle, verisuoniston uudelleenmuodostumiselle ja immuunivasteelle.
Jonna Alangon tutkimuksessa selvitettiin ihmisen puolustussolujen eli immuunisolujen liikkumista ja ohjautumista elimistössä. Niiden vaelluksessa ratkaiseva rooli on kemokiineilla, jotka kuuluvat signaaliproteiineihin.
Kemokiineja muodostuu muun muassa imusolmukkeissa. Kemokiinit luovat soluille elimistöön ikään kuin kemiallisia ohjauspolkuja, joita nimitetään kemokiinigradienteiksi. Jonna Alanko vertaa kemokiinigradienttia ilmaan jäävään tuoksuvanaan, joka heikkenee sitä myöten, mitä kauempana se on tuoksun lähteestä.
Perinteisen käsityksen mukaan immuunisolut suunnistavat kohteeseensa seuraamalla olemassa olevia kemokiinipolkuja. Signaalia seuraavat solut on siis nähty yksinkertaisina passiivisina toimijoina. Sitä ne eivät kuitenkaan ole.
– Osoitimme ensimmäistä kertaa, että vastoin aikaisempaa käsitystä, immuunisolut eivät tarvitse valmista polkua, kemokiinigradienttia, löytääkseen oikeaan paikkaan, vaan solut voivat tehdä polun itse ja siten suunnistaa yhdessä ja tehokkaasti vaihtelevissakin ympäristöissä, Alanko kertoo.
Solut syövät kemokiineja
Immuunisoluilla on reseptoreita, joilla ne voivat ”haistaa” kemokiinisignaalin. Yksi niistä on nimeltään CCR7 ja sitä on muun muassa dendriittisoluissa.
Dendriittisolut ovat etulinjan puolustussoluja, joilla on tärkeä tehtävä koko puolustusjärjestelmän käynnistämisessä. Dendriittisolujen pitää osata mennä infektion luo, tunnistaa se ja lähteä sitten viemään tieto tulehduksesta imusolmukkeisiin. Imusolmukkeessa dendriittisolu hälyttää muut immuunijärjestelmän solut ja sysää näin liikkeelle puolustusvasteen.
Alangon tutkimuksessa kävi ilmi, että dendriittisolut eivät ainoastaan rekisteröi kemokiinisignaalia CCR7-reseptorillaan. Tämän lisäksi ne muokkaavat aktiivisesti ympäristöään syömällä kemokiineja. Siten solut avaavat itse itselleen polkua, joita pitkin ne voivat edetä. Tutkijat havaitsivat myös, että T-solut, toinen immuunisolutyyppi, hyötyy näistä itsestään syntyvistä kemokiinigradienteista.
– Kun puolustussolut voivat valmistaa itse kemokiinigradientteja, ne pystyvät välttämään lähestyviä esteitä monimutkaisissa ympäristöissä ja ohjaamaan sekä omaa että toinen toistensa määrätietoista liikkumista, Jonna Alanko selittää.
Tuore tutkimustulos lisää ymmärrystä siitä, kuinka koko puolustusjärjestelmämme toimii. Se saattaa kuitenkin myös paljastaa, miten elimistöä vahingoittavat syöpäsolut liikkuvat paikasta toiseen.
– CCR7-reseptoria on löydetty myös useista eri syövistä, ja niissä reseptorin on havaittu lisäävän syövän leviämistä. Syöpäsolut saattavatkin käyttää kulkemisessaan samaa menetelmää kuin puolustussolut. Näin ollen tämä löydöksemme voi auttaa suunnittelemaan uusia strategioita immuunivasteiden säätämiseksi ja tiettyjen syöpien torjumiseksi, Jonna Alanko arvioi.
Jonna Alanko toimii tohtoritutkijana InFLAMES-lippulaivassa, Turun yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan Medicity-tutkimuslaitoksessa. Hän teki pääosan vasta julkaistusta tutkimuksestaan Itävallassa Institute of Science and Technology Austria (ISTA) -tutkimuslaitoksessa professori Michael Sixtin ryhmässä. Tutkimuksen julkaisi Science Immunology-tiedelehti.
InFLAMES on Turun yliopiston ja Åbo Akademin yhteinen lippulaivahanke. Se tähtää uusien lääkekehityskohteiden tunnistamiseen ja lääkekehitykseen yhdessä biotekniikka- ja lääkeyritysten kanssa. Lippulaiva edistää myös diagnostiikkaa, jolla potilaille voidaan räätälöidä sopivat täsmähoidot. InFLAMES on osa Suomen Akatemian lippulaivaohjelmaa.