Eläinsolut

Eläinsolulinjat

Eläinsolulinjat ovat olennainen osa solubiologian ja biolääketieteen tutkimusta: Tutkijat voivat käyttää eläinsoluja tutkiakseen monenlaisia tautireittejä ja arvioidakseen innovatiivisia hoitomuotoja eläinmalleissa, ennen kuin näiden tutkimusten tulokset voidaan siirtää ihmispotilaisiin, koska eläinmallit vastaavat paremmin ihmisen järjestelmiä.

Mitä ovat eläinsolut?

Eläinsolu on eläinten elämän perustavin ja perustavanlaatuisin toimintayksikkö. Se on lisääntymisprosessin perusrakenne. Niitä kutsutaan eukaryoottisoluiksi. Tämä viittaa siihen, että eläinsoluissa on, toisin kuin prokaryoottisoluissa, kalvoon sidottuja organelleja, jotka leijuvat sytoplasmassa ja joita ympäröi plasmakalvo.

Kun mikroskopointi vakiintui 1600-luvulla, ensimmäisiä eläinsoluja tutkittiin ensimmäistä kertaa. Englantilainen luonnonfilosofi Robert Hooke kuvasi ensimmäisenä pieniä reikiä, joita hän myöhemmin kutsui soluiksi, vaikka hän tekikin sen käyttämällä näytteitä kasvien korkista.

Myös hollantilainen tiedemies Anton van Leeuwenhoek pystyi näkemään soluja mikroskoopin linssin avulla. Hän oli ensimmäinen, joka luonnehti eläinten ja ihmisten punasoluja ja siittiöitä sekä yksisoluisia lajeja, kuten prokaryoottisoluja ja alkueläimiä.

Erot kasvisoluihin

Kasvisoluilla on kuitenkin myös tämä olennainen yhteinen ominaisuus eläinsolujen kanssa. Eukaryoottisoluja esiintyy sekä eläin- että kasvisoluissa, joten myös kasvisolulla on tämä ominaisuus. Soluseinän olemassaolon ansiosta kasvisolut voidaan toisaalta erottaa eläinsoluista. Lisäksi eläinsoluista puuttuvat plastidit eli kloroplastit, jotka ovat välttämättömiä kasvien fotosynteesin kannalta.

Sovellukset

1. Mallijärjestelmät

Eläinsolujen viljely tarjoaa erinomaisen mallijärjestelmän solubiologian ja aineenvaihdunnan perusnäkökohtien tutkimiseen.

Eläinsoluviljelyä on käytetty tutkimuksessa 2D- ja 3D-viljelymallina erilaisissa tartunnanaiheuttajien ja lääkkeiden tutkimiseen liittyvissä tutkimuksissa.

Lisäksi eläinsolulinjan käytön ratkaiseva etu tutkimuksessa on, että koe-eläinmallien käyttöä voidaan vähentää.

2. Myrkyllisyyden testaus

Eläinsoluviljelmien käyttö vaihtoehtona eläinkokeille uusien lääkkeiden, kemikaalien ja kosmetiikan toksisuuden arvioinnissa on yleistymässä. Munuaiset ja maksa ovat tärkeimmät elimet, joista eläinsoluviljelmiä tuotetaan ja joita käytetään tällä alalla.

3. Solupohjainen valmistus

Eläinsoluviljelmiä voidaan käyttää virusten massatuotantoon, joita voidaan sitten käyttää rokotteiden valmistuksessa. Lukuisat rokotukset, kuten poliota, raivotautia, tuhkarokkoa, vesirokkoa ja B-hepatiittia vastaan tarkoitetut rokotukset, ovat hyötyneet tämän taktiikan käytöstä.

Virusten luomisen lisäksi eläinsoluviljelyä voidaan käyttää geneettisesti muunnettujen tuotteiden valmistukseen, joilla on sekä kaupallisia että lääketieteellisiä sovelluksia. Tuotteita voi olla monenlaisia, kuten monoklonaalisia vasta-aineita, insuliinia, hormoneja ja niin edelleen.

4. Lääkkeiden seulonta ja kehittäminen

Eläinsoluviljelmiin perustuvista määrityksistä on tulossa yhä tärkeämpi osa lääketeollisuutta. Niitä ei käytetä ainoastaan toksisuustestissä vaan myös mahdollisten lääkkeiden suurten läpimenoaikojen seulonnassa.

5. Syöpätutkimus

Syövän alalla eläinsoluviljelmiä on käytetty biomarkkerien ja molekyylitutkimukseen. Lisäksi viljelyssä kasvatetuilla syöpäsoluilla on potentiaalia toimia erilaisten syöpälääkkeiden testimalleina.

Viimeaikaisessa syöpätutkimuksessa pyritään löytämään keinoja syöpäsolujen eliminoimiseksi valikoivasti populaatioissa, joihin kuuluu myös normaaleja primaarisoluja.

6. Virologia

Eläinkokeiden välttämiseksi virusten monistamisessa on joskus käytetty eläinsoluviljelmiä. Näitä monistettuja viruksia voidaan käyttää rokotteiden valmistukseen sekä perusvirusten eristämiseen ja tutkimiseen.

7. Geenitekniikka

Geenitekniikan ytimessä on ajatus geenien uudelleenkirjoittamisesta siten, että ne tuottavat erilaisia proteiineja.

Kykyä tuoda soluihin lisää geneettistä materiaalia kutsutaan transfektioksi. Eläinsoluviljelmille voidaan tehdä transfektio, jotta voidaan tuottaa huomattava määrä uusia proteiineja kliinistä tutkimusta tai lääketieteellistä hoitoa varten.

8. Geeniterapia

Koska nyt tiedämme, että eläinsoluviljelmiä voidaan käyttää geenitekniikkaan, tiedämme myös, että geneettisesti muunnettuja soluja voidaan käyttää terapeuttisiin tarkoituksiin.

Potilaan soluja voidaan poistaa ja korvata luoduilla soluilla, joissa on tarvittava toimiva geeni. Tätä menettelyä kutsutaan ex vivo -geeniterapiaksi. Vaihtoehtoisena hoitomenetelmänä voidaan käyttää virusvektoria puuttuvan geenin lisäämiseksi potilaan soluihin.

9. Kantasoluhoito

Sekä kantasolututkimuksessa että kantasolujen terapeuttisissa sovelluksissa on käytetty eläinsoluviljelmien kantasoluja.

Molemmilla aloilla on käytetty erityisesti mesenkymaalisia ja hematopoieettisia kantasoluja. Myös indusoitujen pluripotenttien kantasolujen tutkimuksessa on käytetty eri eläinten somaattisista soluista koostuvia eläinsoluviljelmiä.

10. Kudosten tai elinten korvaaminen

Eläinsoluviljelmillä voidaan korvata elimiä tai kudoksia. Tällä menetelmällä voidaan esimerkiksi valmistaa keinoihoa, jota voidaan käyttää palovammojen tai haavaumien parantamiseen.

Toisaalta parhaillaan tutkitaan keinotekoisten elinten, kuten maksan, munuaisten ja haiman, viljelyä. Sekä alkioiden että aikuisten kantasoluviljelmät ovat elinten viljelyä koskevan tutkimuksen ja teknologian kehittämisen kohteena.