Eläinvapaat geelit edistävät solututkimusta

Solukasvatusmallit tutkimuksen työkaluna

Laboratoriossa kasvatetut solut auttavat mallintamaan sairauksien kehittymiseen ja etenemiseen liittyviä ilmiöitä ilman eläin- tai ihmiskokeita. Perinteiset 2D-soluviljelmät muovi- tai lasimaljalla eivät kuitenkaan kuvasta solujen toimintaa kudosten kolmiulotteisessa ympäristössä. Tämän takia väitöskirjatutkimukseni keskittyi geelipohjaisten 3D-solukasvatusmallien kehittämiseen.

Eläinperäisistä kasviperäisiin geeleihin

Geelipohjaisissa 3D-solukasvatusmalleissa solut kasvavat hyytelömäisessä väliaineessa ja vuorovaikuttavat ympäristönsä kanssa samankaltaisesti kuin kudoksissa. Ongelmana on, että 3D-kasvatusalustoina käytetään useimmiten eläimistä eristettyjä geelejä. Ne ovat sekä epäeettisiä että huonosti säädeltävissä olevia materiaaleja.

Apurahakaudella valmistuneessa tutkimusprojektissa käytimme immuunisolujen 3D-kasvatukseen täysin kasviperäisiä nanoselluloosageelejä. Niitä saatiin, kun puun selluloosakuituja pilkottiin mekaanisilla ja kemiallisilla käsittelyillä pienen pieniksi nanosäikeiksi. Merkittävin löydös oli se, että nanoselluloosan pintakemiaa muokkaamalla pystyimme ohjaamaan monosyyttien erilaistumista tulehdusta hillitseviksi makrofageiksi. Näillä immuunisoluilla on keskeinen rooli immuunivasteen vaimentamisessa.

Tulevaisuuden mahdollisuudet

Koska immuunivasteen vaimentuminen liittyy monien syöpien etenemiseen, muokattuihin nanoselluloosageeleihin perustuvat 3D-solukasvatusmallit voisivat olla erityisen hyödyllisiä syöpätutkimuksessa. Parempi ymmärrys immuunisolujen toiminnasta kudosmaisessa ympäristössä voi tulevaisuudessa edistää myös lääkekehitystä. Arvostankin työssäni eniten sitä, että pääsen yhdistämään sekä solubiologiaa että materiaalitiedettä ja osallistumaan siten biolääketieteellisten haasteiden ratkaisemiseen.

Maria Heilalalle myönnettiin Tekniikan edistämissäätiön apuraha (15 400€) väitöskirjatyön loppuun saattamiseksi. Linkki tutkimusartikkeliin: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.5c06549.