Kantasolujen tutkimus ja käyttömahdollisuudet terapeuttisissa hoidoissa

Abstract

Kantasolujen ominaisuudet riippuvat niiden tyypistä. Hedelmöittyneen munasolun solut ovat totipotentteja. Niistä pystyy muodostumaan kokonainen uusi yksilö ja kaikki ihmisen solut. Blastokystin eli alkiorakkulan sisäsolut, alkioperäiset teratokarsinoomasolut ja sikiöstä eristetyt esisukusolut sekä iPS-solut ovat pluripotentteja. Syntyneen yksilön kantasolut ovat multi- tai unipotentteja. Multipotenttien kantasolujen katsotaan kykenevän muodostamaan saman ryhmän soluja, eli ihosolujen kantasolu esimerkiksi voi muodostaa kaikkia ihon eri kerrosten soluja.

Kantasolututkimus alkoi 1950-luvulla, kun opittiin kasvattamaan hiiren kiveksistä eristettyjä karsinoomasoluja, jotka sisälsivät kantasoluja. Ensimmäiset ihmisen solulinjan solut, jotka kasvoivat maljalla, olivat Hela-soluja eli kohdunkaulan syöpäsoluja. Aluksi hiiren kantasoluja kasvatettiin petrimaljoilla syöttösolujen, kuten MEF-solujen (mouse embryonic fibroblasts), kanssa. Kun 1980-luvun lopulla löydettiin kantasolut erilaistumattomina pitäväksi tekijäksi LIF (leukemia inhibitor factor), voitiin eläinperäisistä syöttösoluista luopua. Hiiren alkion kantasoluista saatiin ensimmäiset kantasolulinjat kasvatettua 1980-luvun alussa. Ihmisen ensimmäinen alkionkantasolulinja saatiin kasvamaan 1998 ja ihmisen ensimmäinen iPS-solulinja (indeced pluripotent stem) vuonna 2007.

Ihmisen kantasoluista suurimmat eettiset ongelmat aiheuttavat alkion kantasolut ja SCNT- solut (somatic cell nuclear transfer) eli terapeuttiseen kloonaukseen tehdyt alkion solut. Suurimpia käytännön ongelmia hoitojen kannalta ovat aiheuttaneet pluripotentit eli lähes kaikkikykyiset kantasolut, koska ne saattavat muodostaa kasvaimia elimistössä. Kiinnostavia ovat multipotentit aikuisen kantasolut, lapsiveden, äidinmaidon ja napanuoran solut, sillä ne pystyvät muodostamaan monia solutyyppejä mutta eivät aiheuta kasvaimia kehoon siirrettyinä.

Kantasolututkimus on suuntautunut kuolleisuutta ja vaikeita sairauksia aiheuttavien tautien tutkimukseen. Monien maiden lainsäädännöissä kantasolututkimusta rajoitetaan vain vakavien ja parantumattomien sairauksien tutkimuksiin. Tämä insinöörityö on kirjallisuustutkimus keskeisenä lähdemateriaalina Christine Mummeryn ”Stem cells; Scientific facts and fiction”.

The abilities of stem cells depend of their background. Cells of fertilized egg are totipotents. They are capable of forming the whole human being and extraembryonic tissues. The inner cells of blastocyst, embryonic germ cells, embryonic carcinoma cells and iPS (induced pluripotent stem) cells are pluripotent. Cells from born humans are multi- or unipotents. Multipotent stem cells are capable of forming cells of the same type, for example stem cells of skin cells can form all types of skin cells.

Stem cell research started in 1950s by learning to grow carcinoma cells which were isolated from mice’s testicles. The first human cell line cells to grow on Petri dishes were HeLa-cells which are cancer cells from cervical cancer. At first mouse stem cells grew on Petri dishes on top of feeder cells, such as mouse embryonic fibroblasts (MEF). When LIF (leukemia inhibiting factor) was found to be the significant factor in MEF, feeder cells based on animals could be put a side. First mouse stem cell lines were established in early 1980s. First human embryonic stem cell line was established in 1998. First hiPS cell line, human induced pluripotent stem, was established in 2007.

The biggest ethical issues are caused by embryonic stem cells and SCNT, somatic cell nuclear transfer, cells because these methods use embryous cells. In practice biggest problems at therapeutic bases are caused by embryonic stem cells and iPS cells, because they are pluripotent and have the ability of causing teratomas when transferred in patients. Greatest hopes are rising about multipotent adult stem cells, cord blood cells and amniotic fluid cells because they are able to make many different cells but do not form teratomas when transferred in patients. High hopes arise for stem cells from breast milk whose pluripotency has not been verified yet.

The research has aimed towards deceases and causes of mortality or serious illnesses. One cause for that might be that many countries have set regulations of stem cell research to search answers and therapies on causes of mortality and serious illnesses.

This Thesis of Bachelor of Engineering is based on literature using Christine Mummary’s “Stem Cells, Scientific Facts and Fiction” book and research articles about stem cell researches and stem cells.