Helsingin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän, jolla solun omien geenien aktiivisuutta voidaan säädellä ilman, että genomia muutetaan. Menetelmä on käyttökelpoinen muun muassa kantasolujen erilaistumisen ohjaamisessa.

Menetelmän kehittäjiä ovat tutkijat Diego Balboa ja Jere Weltner, jotka tekevät väitöstutkimustaan professori Timo Otonkosken laboratoriossa Meilahden kampuksella. Tutkimus on julkaistu Stem Cell Reports -tiedelehdessä, joka on yksi kantasolututkimuksen alan johtavista julkaisuista.

Kantasolututkimuksen kuumimpia kohteita ovat tällä hetkellä menetelmät, joilla voidaan säädellä solujen erilaistumista. Erilaistumisprosessi perustuu siihen, miten geenit solussa aktivoituvat ja hiljenevät.

Tutkijoiden unelma on kyetä aktivoimaan ja hiljentämään geenejä täsmällisesti haluamallaan hetkellä. Otonkosken mukaan he osaavat jo tuottaa erilaistuneista soluista monikykyisiä kantasoluja – niin sanottuja iPS-soluja – ja pystyvät ohjaamaan näiden solujen erilaistumista haluttuun suuntaan järjestämällä niille oikeanlaiset kasvuolosuhteet.

– Emme kuitenkaan hallitse erilaistumisprosessia vielä riittävän hyvin – prosessi saattaa edetä moitteettomasti lähes loppuun asti, mutta sitten jokin tietty geeni ei aktivoidu oikeaan aikaan ja solu jää epäkypsäksi, Otonkoski sanoo tiedotteessa.

Geeni viritetään lääkkeelle vastaanottavaiseksi

Menetelmässä hyödynnetään CRISPR-teknologiaa. Menetelmällä voidaan esimerkiksi poistaa solusta virheellisesti toimiva geeni tai viedä sinne siirtogeeni, joka ilmenee halutulla tavalla.

Menetelmällä on paljon sovellusmahdollisuuksia muillakin tutkimusaloilla – esimerkiksi syöpäbiologiassa.

Varsinainen säätely tapahtuu lääkeaineiden välityksellä. Haluttu geeni viritetään vastaanottavaiseksi lääkkeelle viemällä soluun RNA-pätkiä, jotka sitoutuvat geenin säätelyalueelle sekä aktivaattoriproteiini, joka sitoutuu näihin RNA-molekyyleihin. Tämä ei vielä vaikuta geenin toimintaan, vaan se aktivoituu vasta kun soluun lisätään aktivaattoria säätelevää lääkeainetta.

– Omassa tutkimuksessamme käytimme kahta tavanomaista antibioottia, doksisykliiniä ja trimetopriimiä, ja niiden välityksellä pystyimme säätelemään täsmällisesti ja tehokkaasti useiden geenien toimintaa. Menetelmä toimi kaikilla testaamillamme kantasoluilla – käytimme kehitystyössä ihmisen soluja, Otonkoski kertoo.

Otonkoski korostaa, että tällä hetkellä menetelmää käytetään kokeellisissa malleissa. Hoidollisista sovelluksista on aivan liian aikaista puhua.

– Perusperiaate on kuitenkin nyt kehitetty ja menetelmä osoitettu toimivaksi. Uskon että siitä voi tulla erittäin tärkeä tutkimuksen työkalu. Omassa laboratoriossani sovellamme menetelmää kantasolujen erilaistumisen säätelyyn, mutta sillä on paljon sovellusmahdollisuuksia muillakin tutkimusaloilla – esimerkiksi syöpäbiologiassa.