Munuaisen kehityksen tutkiminen hyödyntäen geneettistä profilointia sekä uusia kudosmanipulaatiotekniikoita.

Väitöstutkimuksessa kehitettiin uusia kudosmanipulaatio- ja –viljelytekniikoita työkaluiksi nisäkkään munuaisen kehitysprosessien tutkimiseen. Nisäkkäiden munuainen on toiminut vuosikymmeniä mallielimenä tutkittaessa erilaisia kehitysbiologisia tapahtumasarjoja. Kehittyvää munuaista voidaan viljellä laboratorio-olosuhteissa, jolloin kehityksenaikaisia muutoksia päästään seuraamaan lähes reaaliaikaisesti. Moderneja geneettisiä työkaluja on kuitenkin voitu hyödyntää varsin rajallisesti perinteisten kudosviljelytekniikoiden yhteydessä. Tässä väitöstutkimuksessa esitettävät tulokset pyrkivät osaltaan vähentämään näitä rajoitteita.

Munuaisen kehityshäiriöt ja etenkin pitkälle edenneet munuaisen toimintahäiriöt johtavat usein elimen menettämiseen. Tällaisessa tilanteessa ainoaksi parantavaksi hoitotoimenpiteeksi jää vaurioituneen elimen korvaaminen luovutuselimellä. Maailmanlaajuisten tutkimusohjelmien tavoitteena on löytää menetelmiä joko korjata potilaan oma vaurioitunut munuainen tai kasvattaa uusi munuainen potilaan omia soluja hyödyntäen. Tavoitteiden saavuttamiseksi munuaisen normaali kehitysprosessi tulisi kuitenkin tuntea mahdollisimman yksityiskohtaisesti.

Tämän väitöskirjan kokeellisessa osassa tarkastellaan lähemmin klassista munuaiskudosviljelyä sekä esitetään siihen tehtyjä parannuksia, joiden avulla kudosviljelyä voidaan hyödyntää geenien toiminnan tutkimisessa. Tutkimuksessa selvitettiin ensin entistä tarkemmin kuinka hyvin perinteisellä tavalla viljelty munuaiskudos mallintaa elimistön kehitysprosesseja. Lisäksi munuaiskudosviljelmien geenien ilmentymistä tutkittiin mikrosiruanalyysillä. Klassisia kudosviljelytekniikoita muokattiin sitten soveltuvammaksi moderneille geneettisille työkaluille. Munuaiskudos hajotettiin ensin yksittäisiksi soluiksi, jonka jälkeen solut saatiin muodostamaan uudelleen kolmiulotteisen, kudosmaisen rakenteen. Tämän käsittelyn ei todettu vaikuttavan kudoksen kykyyn mallintaa normaalia munuaisen kehitystä. Näin uuden menetelmän avulla voidaan muokata munuaiskudosta eri tasoilla ja seurata käsittelyjen vaikutusta sen kehitysprosessiin. Väitöskirjassa havainnollistetaankin muokkausesimerkkejä solujen lisäämisestä ja poistamisesta sekä virusvälitteisestä geenin aktivoinnista ja hiljennyksestä hyödyntäen kehitettyjä tekniikoita.

Munuaisen kehitykseen liittyvien geenien kartoitus sekä tässä tutkimuksessa kehitetyt uudet kudosmanipulaatio- ja –viljelytekniikat tarjoavat yhdessä työkaluja munuaisen kehitysprosessin molekyylitason yksityiskohtaiseen tutkimiseen.