exomi

Elimistön postilaitos kiehtoo tutkijoita

Solunulkoiset vesikkelit vaikuttavat meihin jo äidinmaidossa ja niillä on rooli esimerkiksi syövän kehittymisessä. Aiheen tutkimus sekä Suomessa että maailmalla on kiihtyvässä kasvussa. Tavoitteena on hyödyntää vesikkelejä sekä sairauksien diagnosoimisessa että hoidossa.

Solunulkoiset vesikkelit ovat solujen erittämiä pieniä kalvorakkuloita, jotka miellettiin alunperin solujen jätelaitokseksi. Suurempi kiinnostus heräsi 2000-luvulla, kun osoitettiin, että vesikkelit kuljettavat toiminnallisia molekyylejä solusta toiseen. Löytö mullisti käsityksen solujen välisestä viestinnästä.

Solunulkoiset vesikkelit toimivat elimistön postilaitoksena: solut lähettävät niillä toimintaohjeita toisille soluille. Vesikkelien rakenne on yksinkertainen: paketin ulkokuori on pääosin lipidien muodostama kaksoiskalvo. Postileimoina ja osoitemerkintöinä toimivat pintaproteiinit, jotka paljastavat lähettäjä- ja vastaanottajasolun tyypin. Kuori kätkee sisäänsä kohdesolun toimintaa sääteleviä biomolekyylejä, kuten proteiineja tai RNA:ta. Kehon postilaitos toimii tehokkaasti ja viestejä liikkuu koko ajan. Silti tämän viestintämekanismin toiminta tunnetaan vasta pinnallisesti. 

Jenni Karttunen on tutkinut solunulkoisten vesikkelien käyttöä sairauksien diagnosoinnissa vuodesta 2015. Hän on toiminut tutkijatohtorina Itä-Suomen yliopistossa ja on juuri aloittanut tutkijatohtorina Cambridgen yliopistossa.
jennikarttunen

Vesikkeliviestintä mahdollistaa nopean reagoinnin

Viillät veitsellä haavan sormeen – ensimmäinen reaktio on laittaa sormi suuhun. Erityisesti eläimet nuolevat haavoja vaistonvaraisesti. Syljen vesikkelit sisältävätkin veren hyytymistä vauhdittavaa entsyymiä. Solunulkoiset vesikkelit astuvat kuvaan usein, kun solua kohtaa yllättävä tilanne, kuten tulehdus tai stressi.

Immuunijärjestelmän toiminta edellyttää monen solutyypin saumatonta yhteistyötä. Vesikkelit ovat mukana tässä viestinnässä ja ne mm. hienosäätävät immuunivastetta ja tulehdusreaktiota. Monet suoliston loismadot muokkaavat isännän immuunijärjestelmää itselleen suotuisaksi hillitsemällä tulehdus­reaktiota. Tarkemmat eläinkokeet ovat osoittaneet, että se tapahtuu osittain vesikkelien välityksellä. Tulevaisuudessa loismatojen selviytymiseen kehittynyt mekanismi voikin olla valjastettavissa tulehduksesta aiheutuvien suolistosairauksien hoitoon.

Solunulkoiset vesikkelit vaikuttavat elämään alusta asti. Istukka erittää raskauden tilasta kertovia vesikkelejä äidin verenkiertoon koko raskauden ajan. Äidinmaito edistää vauvan kehitystä tavalla, jonka täydellinen kopioiminen vastikkeisiin ei näytä onnistuvan. Selityksenä voivat olla solunulkoiset vesikkelit, joita on myös äidinmaidossa. Suolistosta eristetyt solut vastaanottavat maidon vesikkelejä ja niiden kantamia viestejä ainakin laboratorio-oloissa. 

Eroon koepaloista

Sairauden iskiessä solun erittämien vesikkelien koostumus ja määrä muuttuvat. Tulevaisuudessa sairauksia voidaan yhä enemmän diagnosoida “nestemäisellä koepalalla” eli analysoimalla elimistön nesteitä. Koska vesikkelin pintarakenne sisältää tiedon sen lähtösolusta, voidaan sen perusteella erotella esimerkiksi aivosolujen lähettämät viestit. Koepalan ottaminen aivoista on riskialtista, mutta aivo-selkäydinnesteestä tai verestä voitaisiin eristää aivoista lähtöisin olevia vesikkeleitä, jotka kertovat aivojen toiminnasta. 

Pisimmällä vesikkelitutkimus on syöpäsairauksissa. Syöpäsolu muokkaa vesikkelien avulla lähiympäristöä itselleen sopivaksi ja lähettää käskyjä etäpesäkkeiden muodostamiseksi. Tämä luo paljon mahdollisuuksia myös syövän havaitsemiseen. Virtsan vesikkeleistä onkin löytynyt useita molekyylejä, joista toivotaan apua esimerkiksi eturauhassyövän diag­nosointiin. Mahdollisia diagnoosi­paneeleja on testattu jo sadoilla ihmisillä ja tulokset ovat rohkaisevia. 

Kantasoluhoito pienemmässä paketissa

Kantasoluilla on saatu lupaavia tuloksia mm. kudosvaurioiden sekä immuuni- ja tulehdussairauksien hoidossa. Toisinaan parantavia vaikutuksia on nähty, vaikka kantasolut eivät ole jakautuneet tai saavuttaneet vaurioitunutta kudosta. Kantasolujen erittämillä vesikkeleillä onkin havaittu samoja vaikutuksia kuin itse kantasoluilla. Eläinkokeissa kannustavia tuloksia on saatu esimerkiksi akuutin munuaisvaurion, aivovamman sekä silmä- ja sydänsairauksien hoidossa. Ihmisillä kantasolujen vesikkelit ovat yksittäisissä kokeiluissa auttaneet elinsiirron hyljintäoireisiin ja munuaisten krooniseen vajaatoimintaan. Vesikkelihoidolla ei ole havaittu vaarallisia sivuvaikutuksia, mutta sen pitkäaikaisia vaikutuksia ei tiedetä.

Vesikkelit ovat kantasoluja yksinkertaisempi hoitokeino. Vesikkelit eivät jakaudu, joten ne eivät voi muuntautua syöpäsoluiksi. Yksinkertaisen rakenteen vuoksi niiden tuottaminen ja säilytys on helpompaa ja halvempaa. Vesikkelien muokkaamista tutkitaan tällä hetkellä paljon. Niihin voidaan tulevaisuudessa pakata lääkemolekyylejä tai ulkokuoreen lisätä kuljetussignaaleja, joilla lääke kohdennetaan esimerkiksi syöpäkasvaimeen.

Haavekuvista todellisuuteen

Solunulkoiset vesikkelit tarjoavat valtavasti mahdollisuuksia sairauk­sien diagnosointiin ja hoitoon. Villeistä ideoista ja kasvavasta kaupallisesta kiinnostuksesta huolimatta kärsivällisyyttä tarvitaan, sillä tutkimus on vasta alussa. Esimerkiksi kunnolla standardoituja menetelmiä vesikkelien puhdistamiseen tai tarkkaan analysoimiseen kehitetään edelleen. Vesikkelitutkijoiden joukko kuitenkin kasvaa koko ajan ja seuraavat vuosikymmenet näyttävät, mihin kaikkeen solujen postilaitos kykenee. •

teksti: Jenni Karttunen • kuvat: Niina Lapinlampi • Exomikuvitukset: Outi Paloheimo

 

 

 

Anna palautetta

Viesti välitetään sähköpostilla sivuston ylläpitäjille. Sitä ei julkaista.

Anna palautetta

Viesti välitetään sähköpostilla sivuston ylläpitäjille. Sitä ei julkaista.