Solujen viestintävälineet uuteen käyttöön

Solunulkoiset vesikkelit ovat solujen välisiä viestinviejiä, joiden merkitys on vasta avautumassa. Tulevaisuudessa niistä ehkä luetaan, olemmeko sairastumassa, ja niiden kyytiin lastataan lääkkeitä.

Teksti Ulla Kaltiala Kuva Kirsi Rilla

Näitä solujemme erittämiä nanokokoisia kalvorakkuloita pidettiin pelkkänä solujätteenä, kunnes ymmärrettiin, että solut viestivät niiden välityksellä toisilleen. Vesikkelien lähtösolusta kuljettamat molekyylit säätelevät toisten solujen toimintaa sekä normaalitilassa että sairauksissa, kuten tulehdustiloissa ja syövässä. Vesikkeleitä on soluväliaineen lisäksi kaikissa kehon nesteissä.

Koska vesikkeleitä erittävät kaikki solut, niitä on paljon myös ravinnossamme. Niiden arvellaan osin välittävän myös esimerkiksi äidinmaidon ja suolistobakteerien terveysvaikutuksia.

–  Solunulkoisissa vesikkeleissä on viime vuosina hoksattu valtava potentiaali niin diagnostiikan ja hoidon välineinä kuin lääkekuljettiminakin, toteaa dosentti Mikko Turunen.

Monissa sairauksissa solunulkoisten vesikkelien sisältö ja määrä muuttuu, joten diagnoosin voisi tehdä niiden perusteella vaikkapa verinäytteestä. Etuna esimerkiksi syövän koepalaan on helppouden lisäksi se, että vesikkelinäyte antaa kokonaiskuvan sairauden tilasta, toisin kuin pieneltä alueelta otettu kudosnäyte.  
Biopankit ovat vesikkelitutkijoiden aarreaitta. Biopankkiosuuskunnan käynnistämässä hankkeessa kerätään syöpäpotilailta näytteitä, joista analysoidaan myös solunulkoiset vesikkelit.

– Vastaavia näytteitä aletaan kerätä muistakin tautiryhmistä, kertoo professori, Itä-Suomen Biopankin tutkimuspäällikkö Arto Mannermaa.

Syöpäsolujen piirteet tallentuvat niistä lähteviin vesikkeleihin. Tätä käytetään hyväksi tutkimuksessa, jossa tarkastellaan syöpäsolujen mutaatiokirjon sekä geenejä säätelevien pienten RNA-molekyylien ilmentymisen muutoksia sairauden eri vaiheissa otetuista näytteistä.

– Pyrimme ymmärtämään, millaiset mutaatiot ja yhdistelmät esimerkiksi ennakoivat syövän uusiutumista, ja löytämään niihin sopivia lääkehoitoja.

Syöpä voi levitä ja muodostaa etäpesäkkeitä vesikkelien välityksellä. Vesikkelien sisällön lisäksi tähän vaikuttavat niiden pintaan kiinnittyneet molekyylit, kuten soluväliaineen sokeriyhdiste, hyaluronaani.

– Se saattaa ohjata vesikkelien kulkeutumista tiettyihin kohdesoluihin, mutta voi olla avuksi myös lääkkeiden kohdentamisessa, akatemiatutkija Kirsi Rilla kertoo.

Hänen tutkimusryhmänsä on havainnut, että hyaluronaanin peittämiä vesikkeleitä syntyy erityisesti hyaluronaanituotannon vilkastuessa. Näin käy monissa syövissä ja tulehdustiloissa.

Akatemiaprofessori Asla Pitkäsen tutkimusryhmässä työskentelevät tutkijatohtori Jenni Karttunen ja nuorempi tutkija Mette Heiskanen etsivät vesikkeleistä apua aivovamman toteamiseen.

– Esimerkiksi päähän kohdistuneen kolauksen vaikutuksia on usein vaikea arvioida. Lievimmät aivovammat eivät näy kuvantamallakaan. Vesikkeleiden välityksellä aivot kuitenkin viestivät nopeasti muutoksista.

– Osuvasti on sanottu, että vesikkelit ovat solujen sosiaalinen media. Tavoitteena on oppia tulkitsemaan ja hyödyntämään niitä, Karttunen toteaa.

Apulaisprofessori Tarja Malm ryhmineen tutkii, miten solunulkoiset vesikkelit toimivat solujen välisessä viestinnässä erityisesti aivoverenkiertohäiriöissä ja voisiko niitä hyödyntää aivoinfarktin ennakoinnissa ja hoidossa.

– Vesikkeleihin voitaisiin lastata esimerkiksi juuri sellaisia pieniä RNA:ita, joita soluista häiriötilanteessa puuttuu. Etuna on, että ne pääsevät tehokkaasti perille aivoihin.

Sydäninfarktia on eläinmallissa jo hoidettu aktivoimalla verisuonten kasvutekijägeenejä pienillä RNA:illa, jotka on viety sydämeen viruskuljettimilla. Turusen mukaan solunulkoiset vesikkelit voivat soveltua kuljettimiksi vielä paremmin.

– Ne kuljettavat näitä molekyylejä luonnostaankin, elimistö ei hylji niitä ja poistaa ne luonnollista tietä.

Karoliinisen instituutin apulaisprofessori Samir El Andaloussin mukaan vesikkelit ovat kiinnostavia myös kantasolu- ja immunoterapian näkökulmasta. Hoitoon liittyy vähemmän riskejä, kun elimistöön ei viedä jakautumiskykyisiä soluja, vaan niiden tuottamia vesikkeleitä.

– Ne voivat silti korjata kudosvaurioita kantasolujen tavoin ja torjua syöpää immuunisolujen tavoin.

El Andaloussi tekee Turusen ja Malmin kanssa yhteistyötä ja on ollut perustamassa alan yritystä, Evox Therapeuticsia, joka muokkaa vesikkeleistä kohdennettuja lääkekuljettimia. Hän oli yksi puhujista Itä-Suomen yliopiston syyskuussa järjestämällä kansainvälisellä vesikkelitutkimuksen kurssilla, jonka aikana perustettiin Suomeen myös alan tutkimusseura.

Vesikkelitutkimus on teknisesti haastavaa, mutta Kuopiossa siihen on hyvät puitteet.

– Menetelmissä ja tulosten tulkinnassa on vielä kehitettävää ja osaamisen jakaminen on tärkeää. Onkin hienoa, miten tämä yhdistää eri alojen tutkijoita, Rilla sanoo.

Julkaistu Saima-lehdessä 3/2018