Ihmisen kantasoluilla on potentiaalia vaikeiden luunmurtumien hoidossa (Väitös: LL, FM Katriina Joensuu, 12.10.2016, solubiologia ja anatomia)
Turun yliopistossa tarkastettavassa väitöstutkimuksessa kehitettiin malli, jonka avulla saatiin soluviljelyolosuhteissa aikaan luunmurtuman paranemisen kannalta keskeisiä solutapahtumia. Tämä avaa uusia näkökulmia kudosteknologisesti valmistettujen luusiirteiden kehitystyölle tulevaisuudessa.
Turun yliopiston tiedote 3.10.2016
Katriina Joensuun väitöstutkimuksessa havaittiin, että aikuisen ihmisen luuytimen mesenkymaaliset kantasolut voivat ohjata verenkierron yksitumaisia soluja muodostamaan verisuonimaisia rakenteita. Lisäksi todettiin, että verenkierron yksitumaiset solut puolestaan kiihdyttävät mesenkymaalisen kantasolun erilaistumista luuta muodostavaksi osteoblasteiksi erityisesti silloin, kun viljelmään lisätään verisuonen endoteelisolukasvutekijää (VEGF).
– Näiden solujen välisten vuorovaikutusten tunteminen on tärkeää kehitettäessä entistä parempia kudosteknologisesti valmistettuja luusiirteitä korjaamaan luudefektejä, kuten murtuman tai luukasvaimen poiston jälkitiloja, Turun yliopistossa väittelevä Katriina Joensuu kertoo.
Aikuisen ihmisen luuytimen mesenkymaaliset kantasolut pystyvät erilaistumaan muun muassa luuta muodostaviksi osteoblasteiksi. Ne toimivat elimistön kantasolureservinä ja ovat siksi tärkeitä tekijöitä kudosten uusiutuessa, kuten esimerkiksi silloin, kun luunmurtuma parantuu. Kuitenkin jopa noin 10 %:ssa murtumia luutuminen viivästyy, jolloin tarvitaan luusiirrettä. Tähän liittyy erityisiä ongelmia, kuten luovuttajakudoksen vaurioita ja immunologisia hyljintäreaktioita, minkä vuoksi onkin pyritty kehittämään kudosteknologisesti valmistettuja siirteitä.
Kudosteknologisessa siirteessä solut on yhdistetty johonkin materiaaliin, joka sitten viedään vauriopaikalle paranemista edesauttamaan. Nämä siirteet ovat kuitenkin herkkiä hapenpuutteelle, minkä vuoksi tarvitaan menetelmiä, joilla voitaisiin tehostaa verisuonten uudismuodostusta kudossiirteeseen.
Lupaavia tuloksia soluviljelyn avulla
Verenkierron yksitumaisten solujen joukossa on osoitettu olevan verisuonten uudismuodostukseen osallistuvia endoteelisolujen esiasteita.
– Väitöskirjatyöni tavoitteena oli edellä mainittuja solujen vuorovaikutuksia hyödyntämällä tehostaa mesenkymaalisten kantasolujen erilaistumiskykyä luuta muodostaviksi soluiksi ja saada aikaan hapensaannin kannalta keskeinen verisuonitus. Lisäksi tavoitteena oli karakterisoida näissä prosesseissa keskeisiä molekyylitason signaaleja.
Väitöskirjatutkimuksessa osoitettiin, että ihmisen mesenkymaaliset kantasolut saivat aikaan yksitumaisten solujen erilaistumisen juostemaisia rakenteita muodostaviksi endoteelisoluiksi ilman lisättyjä kasvutekijöitä. Lisäksi havaittiin, että mesenkymaalisten kantasolujen ja mononukleaaristen solujen yhteisviljelmissä luunmuodostus oli tehokkaampaa kuin yksittäisviljelmissä. Tutkimuksessa osoitettiin, että luunmuodostus tehostui edelleen, kun yhteisviljelmään lisättiin VEGF-tekijää. Yhteisviljelmässä havaittiin tapahtuvan myös verisuonten muodostumisessa tarvittavien solujen eli endoteelisolujen ja perisyyttien erilaistumista. Molekulaarisia mekanismeja ja eri signaalitekijöitä tutkittiin tarkemmin ja todettiin, että verisuonen muodostusta lisäävät tekijät ilmentyivät eri tavoin eri viljelyolosuhteissa.
– Kehittämässäni mallissa pystyttiin siis saamaan soluviljelyolosuhteissa aikaan monet luonnossakin murtuman paranemisen kannalta keskeiset solutapahtumat, ja se avaakin uusia näkökulmia tulevaisuuden kudosteknologisesti valmistettujen luusiirteiden kehitystyölle, Joensuu sanoo.
***
LL, FM Katriina Joensuu esittää väitöskirjansa Interactions between human mesenchymal stem cells and circulating mononuclear cells in bone regeneration julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa keskiviikkona 12.10.2016 klo 12.00 (Turun yliopisto, Medisiina, Osmo Järvi -luentosali, Kiinamyllynkatu 10, Turku).
Vastaväittäjänä toimii professori Petri Lehenkari (Oulun yliopisto) ja kustoksena dosentti Terhi Heino (Turun yliopisto). Tilaisuus on suomenkielinen.
FM Katriina Joensuu on syntynyt vuonna 1983 Oulussa ja kirjoittanut ylioppilaaksi Ylöjärven lukiossa vuonna 2002. Korkeakoulututkintonsa (LL) Joensuu suoritti Turun yliopistossa vuonna 2010 ja (FM) Tampereen yliopistossa vuonna 2008. Väittelijä työskentelee erikoistuvana lääkärinä (kirurgia/plastiikkakirurgia) Kanta-Hämeen keskussairaalassa. Väitöksen alana on solubiologia ja anatomia.
Väittelijän yhteystiedot: p. 044 337 1988, kvjoen(at)utu.fi
Väittelijän kuva: https://apps.utu.fi/media/vaittelijat/joensuu_katriina.JPG
Väitöskirja on julkaistu sähköisenä: https://www.doria.fi/handle/10024/125282