Epiteelisolujen erilaistuminen ja pahanlaatuistuminen: kolmiulotteiset soluviljelymallit

Modernit kuvantamismenetelmät avaavat aivan uuden ikkunan, jonka avulla voidaan kurkistaa epiteelisolujen maailmaan. Koska tavoitteena on saada luotettavaa tietoa solujen toiminnasta, on tärkeää käyttää menetelmiä, jotka häiritsevät mahdollisimman vähän solujen normaalia toimintaa. Jotta soluviljelmistä saatua tutkimustietoa voitaisiin soveltaa potilaisiin, solujen kasvuolosuhteiden täytyy muistuttaa riittävän läheisesti ihmiskehon olosuhteita. Kolmiulotteisissa viljelmissä solut valetaan soluväliainetta muistuttavaan geeliin, jossa ne voivat kasvaa kuten kehon sisässä.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli ymmärtää munuaisen solujen erilaistumista ja pahanlaatuistumista sekä tutkia näiden solujen kuljetustoimintaa solun sisään ja solusta ulos. Erityisenä kiinnostuksen kohteena oli erilaisten kasvuympäristöjen vertailu.

Tutkimuksen ensimmäisessä osassa solujen ulkopuolisen nesteen suolakoostumusta muutettiin ja niiden käyttäytymistä havainnoitiin mikroskoopilla. Tuloksia verrattiin munuaisen käyttäytymiseen ja todettiin, että käytetty metodi on sopiva munuaisen tutkimukseen. Lisäksi havaittiin, että suolakoostumusta säätelemällä voitiin vaikuttaa epiteelisolujen läpi tapahtuvaan veden kuljetukseen. Jatkossa muutkin tutkijat voivat käyttää esiteltyä metodia omissa munuaisen ionien ja veden kuljetusta käsittelevissä kokeissa.

Seuraavaksi työssä tutkittiin, miten geenien ilmentyminen muuttuu, kun solut kasvavat erilaisissa ympäristöissä. Havaittiin, että kolmiulotteisessa ympäristössä kasvaneet solut käyttäytyivät normaalin aikuisen kudoksen tavoin, kun taas muovipinnalla kasvaneet solut kasvoivat ennemminkin syöpäsolujen tavoin. Ilman ympäröivää tukirakennetta normaalit epiteelisolut kuolivat, kun syöpäsolut puolestaan selvisivät ja kykenivät jakautumaan.

Lopuksi analysoitiin, mitkä tekijät olivat välttämättömiä solujen hyvinvoinnille ja toimintakyvylle. Tuloksena oli, että solut selvisivät hengissä niin kauan kuin niillä oli kontakti muihin soluihin ja soluväliaineeseen. Lisäksi, mikäli solujen väliset liitokset pakotettiin avautumaan, ne kuolivat, vaikka ne olivat kosketuksissa soluväliaineeseen.

Yhteenvetona nämä tulokset korostavat solujen kontaktien merkitystä: normaalit epiteelisolut tarvitsevat soluväliainekontakteja erilaistumiseen ja solujen välisiä kontakteja selvitäkseen hengissä. Syöpäsolut puolestaan ovat muuntuneet niin, että nämä jakautumisenestomekanismit eivät enää toimi.