Silmän läpinäkyvän etuosan, sarveiskalvon, vaurioita hoidetaan yleensä kuolleelta luovuttajalta saaduilla kudossiirteillä. Sarveiskalvoluovuttajista on kuitenkin maailmanlaajuinen pula, joka tulee vain pahenemaan globaalin koronaviruspandemian seurauksena.

Saatavuusongelmiin on kuitenkin löytymässä ratkaisuja. Sarveiskalvosokeuteen on mahdollista tuottaa uusia hoitomuotoja käyttämällä hyväksi ihmisen erittäin monikykyisiä kantasoluja ja rasvan kantasoluja.

Osana tätä tutkimussuuntaa biomateriaalitekniikan diplomi-insinööri Laura Koivusalo kehitti väitöskirjassaan ratkaisuja tulevaisuuden kantasoluhoitojen keskeiseen ongelmaan eli siihen, kuinka saadaan eläviä soluja siirrettyä sarveiskalvolle tehokkaasti ja turvallisesti.

Solujen siirtomateriaalien kehitystyön lisäksi Koivusalo on kiinnittänyt erityistä huomiota erilaisten rakenteiden siirtotekniikkaan, joita hän onkin testannut laboratoriossa kasvattamissaan sian silmissä.

– Erotamme teurasjätteenä saamistamme sian silmistä sarveiskalvot, joita voimme pitää hengissä laboratoriossa yli kuukauden ajan. Siansilmämallissa pääsemme testaamaan kehittämiämme rakenteita, ja kokeilemaan kuinka niitä voitaisiin oikeasti siirtää potilaan silmään. Tämä on edullinen ja eettinen välivaihe ennen viranomaisten vaatimia eläinkokeita, Koivusalo kertoo.

Väitöskirjatutkimus tähtää erityisesti sellaisten vakavien sarveiskalvovaurioiden hoitoon, joita ei voida hoitaa tällä hetkellä edes kuolleen luovuttajan sarveiskalvosiirteillä.

Harvinainen limbaalinen kantasolupuutos on usein tapaturmasta johtuva, sarveiskalvon uloimpien kerrosten vauriotila, joka johtaa verisuonittuneen ympäröivän kudoksen kasvamiseen sarveiskalvon päälle ja kivuliaaseen sokeutumiseen.

Tämän hankalan taudin hoito voi tulevaisuudessa olla mahdollista professori Heli Skottmanin tutkimusryhmässä kehitettyjen, ihmisen erittäin monikykyisistä kantasoluista tuotettujen limbaalisten kantasolujen avulla. Näiden solujen siirtäminen potilaan silmään mahdollistaisi silmän pinnan normaalin toiminnan ja potilaan pysyvän näkökyvyn paranemisen.

– Koska esimerkiksi palovammojen aiheuttama limbaalinen kantasolupuutos vaikuttaa myös sarveiskalvon syvempiin osiin, halusimme yhdistää limbaalisten kantasolujen ja sarveiskalvon sisempää stroomaa uudistavien rasvan kantasolujen voimat samaan rakenteeseen, Koivusalo jatkaa.

Terveiden luovuttajien rasvakudoksesta saatavat rasvan kantasolut ovat erinomainen raaka-aine monien eri tukikudosten uudistamiseen, sillä niitä on helppo eristää ja ne hillitsevät tulehdusta ja immuunivastetta potilaassa.

– Kuka nyt ei haluaisi luovuttaa muutamia rasvasoluja? Koivusalo toteaa.

Koivusalon väitöskirjassa kehitettyjen rakenteiden erityispiirteenä on kahden eri solutyypin samanaikainen siirtäminen.

– Eri solutyypit vaativat erilaiset kasvuolosuhteet. Limbaaliset kantasolut haluavat kasvaa rakenteen pinnalla, kun taas rasvan kantasolut vaativat kolmiulotteisen ympäristön, Koivusalo selventää.

Väitöskirjassa esitettyjen biomateriaalirakenteiden valmistukseen onkin käytetty innovatiivisia menetelmiä, kuten 3D-biotulostusta.

Diplomi-insinööri Laura Koivusalon biolääketieteen tekniikan alan väitöskirja Biomaterial scaffolds for corneal regeneration tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa perjantaina 4. syyskuuta.