Julkaistu: 2023 | Viimeksi tarkistettu: toukokuu 2026

Ihmisen mesenkymaaliset kantasolut (HMSC)

1. Mesenkymaalisten kantasolujen yleiset ominaisuudet

Tässä osiossa käsitellään mesenkymaalisten kantasolujen yleisiä ominaisuuksia, joihin kuuluvat:

• Monipotenssi

  MSC-solut ovat monipotentteja kantasoluja. Ne kykenevät erilaistumaan useiksi solutyypeiksi, mikä tekee niistä arvokkaan tutkimusvälineen regeneratiivisessa lääketieteessä.

• Itseuudistumiskyky

  Muiden kantasolujen tavoin mesenkymaalisilla kantasoluilla on kyky uusiutua, mikä takaa vakaan kantasolulähteen pitkällä aikavälillä.

• Immunomoduloiva potentiaali

  MSC-solut vaikuttavat immuunijärjestelmään, minkä vuoksi niitä käytetään erilaisten autoimmuunisairauksien hoidossa.

• Immunogeenisyys

  Yleensä mesenkymaalisilla kantasoluilla on alhainen immunogeenisyys, mikä vähentää immuunihyljinnän riskiä elinsiirroissa. Se voi kuitenkin vaihdella tyypistä toiseen.

• Saatavuus ja saatavillaolo

  MSC-soluja voidaan eristää useista kudoksista, kuten luuytimestä, rasvakudoksesta ja napanuorakudoksesta, minkä ansiosta niitä on helposti saatavilla tutkimukseen ja terapeuttisiin sovelluksiin.

2. Mesenkymaalisten kantasolujen viljelyä koskevat tiedot

Mesenkymaalisten kantasoluviljelmien tehokkaaseen hallintaan ja käsittelyyn on välttämätöntä ymmärtää kattavasti seuraavat MSC-solujen viljelyä koskevat tiedot. Tämä tieto ei helpota työtäsi, mutta nopeuttaa tutkimustyösi etenemistä.

Mesenkymaalisten kantasolujen viljelyn avainkohdat

Kaksinkertaistumisaika:

Populaation kaksinkertaistumisaika vaihtelee eri mesenkymaalisten kantasolutyyppien välillä. Se voi vaihdella 15,8–41,9 tunnin välillä [2].

Adherentti tai suspensiossa:

Mesenkymaaliset kantasolut ovat kiinnittyviä.

Kylvötiheys:

MSC-soluille suositeltu solutiheys on 1–3 x 10⁴ solua/cm². Istutusta varten solut huuhdellaan 1 x PBS:llä (fosfaattipuskuriliuoksella) ja inkuboidaan accutase-liuoksessa (passaging-liuoksessa) noin 10 minuuttia huoneenlämmössä. Solujen irrottamisen jälkeen lisätään elatusainetta ja solut sentrifugoidaan. Sen jälkeen solupelletti suspendoidaan varovasti uudelleen ja solut siirretään uuteen viljelypulloon, joka sisältää tuoretta viljelyainetta.

Kasvatusväliaine:

Mesenkymaalisolujen viljelyyn käytetään Alpha MEM -kasvatusainetta, joka sisältää 0,1 ng/ml bFGF:ää (perusfibroblastikasvutekijää), 2,0 mM stabiilia glutamiinia, ribonukleosideja, deoksiribonukleosideja, 1,0 mM natriumpyruvaattia ja 2,2 g/l NaHCO3:ta käytetään mesenkymaalisten kantasolujen viljelyyn. Elatusaineet tulee vaihtaa 2–3 päivän välein. 

Kasvuolosuhteet:

Mesenkymaalisia kantasoluviljelmiä pidetään kostutetussa inkubaattorissa 37 °C:n lämpötilassa ja 5 %:n CO2-pitoisuudessa.

Säilytys:

Mesenkymaalisia kantasoluja voidaan säilyttää nestemäisen typen höyryvaiheessa tai alle -150 °C:ssa pidemmäksi ajaksi.

Jäähdytysprosessi ja väliaine:

Mesenkymaalisia kantasoluja säilytetään CM-1- tai CM-ACF-pakastusväliaineissa. Yleensä käytetään hidasta pakastusprosessia, jossa lämpötila laskee vain 1 °C minuutissa. Tämä suojaa solujen elinkelpoisuutta.

Sulatusprosessi:

Jäädytetyt mesenkymaaliset kantasolut upotetaan hieman 37 °C:seen esilämpiöön noin 60 sekunniksi. Sen jälkeen lisätään tuoretta viljelyväliainetta, solut suspendoidaan uudelleen ja sentrifugoidaan. Tämä vaihe poistaa pakastusaineen komponentit soluista. Saatu solupelletti lisätään sitten kasvualustaan, ja solut siirretään uusiin pulloihin viljelyä varten.

Bioturvallisuustaso:

Mesenkymaalisten kantasoluviljelmien käsittelyyn ja ylläpitoon vaaditaan bioturvallisuustason 1 laboratorio.

3. Erilaiset mesenkymaaliset kantasolut ja niiden keskeiset ominaisuudet

Mesenkymaalisia kantasoluja on monia lähteisiin perustuvia tyyppejä. Tässä artikkelin osiossa käsitellään kolmea päätyyppiä.

3.1 Rasvakudoksesta peräisin olevat mesenkymaaliset kantasolut

• Rasvakudoksesta peräisin olevat mesenkymaaliset kantasolut (AD-MSC) ovat mesenkymaalisia kantasoluja, jotka on uutettu rasvakudoksesta.
• Niitä on runsaasti rasvakudoksessa, ja niiden erottaminen on suhteellisen helppoa rasvaimun kaltaisella vähän invasiivisella toimenpiteellä.
• Ne eivät todennäköisesti aiheuta immuunivastetta allogeenisen siirron yhteydessä.
• Näillä soluilla on vahva adipogeeninen potentiaali, mikä tarkoittaa, että niillä on suuri taipumus erilaistua rasvasoluiksi verrattuna muihin mesenkymaalisten kantasolujen tyyppeihin.

Julkaistu: 2023 | Viimeksi tarkistettu: toukokuu 2026

Napanuorasta peräisin olevat mesenkymaaliset kantasolut

• Napanuorasta peräisin olevat kantasolut (UC-MSC) saadaan napanuorakudoksesta.
• Napanuorakudosta on helposti saatavilla kantasolujen eristämistä varten synnytyksen jälkeen.
• Kuten BM-MSC:t, myös napanuorasta peräisin olevat kantasolut vaativat siirtoa varten vastaanottajan ja luovuttajan HLA-yhteensopivuuden, jotta vältytään immuunivasemmalta.
• Niillä on suurempi taipumus hermosolujen erilaistumiseen, minkä vuoksi ne ovat arvokkaita työkaluja neurologisessa tutkimuksessa.

4. Mesenkymaalisten kantasolujen tutkimussovellukset

Mesenkymaalisia kantasoluja (MSC) käytetään laajalti biolääketieteellisessä tutkimuksessa niiden merkittävän terapeuttisen potentiaalin vuoksi. Tässä osiossa mainitaan muutamia lupaavia sovelluksia eri MSC-tyypeille.

• Regeneratiivisen lääketieteen tutkimus: Mesenkymaaliset kantasolut ovat monipotentteja soluja; niillä on potentiaalia erilaistua erilaisiksi solutyypeiksi, kuten rusto-, luu-, lihas- ja rasvasoluiksi. Siksi niitä käytetään regeneratiivisena lääkkeenä vahingoittuneiden tai vaurioituneiden kudosten korjaamiseen ja korvaamiseen. MSC-solujen regeneratiivisia sovelluksia havaitaan pääasiassa ihon, luun ja tuki- ja liikuntaelimistön vammoissa. Esimerkiksi Helena Debiazi Zomerin ja hänen työtoverien vuonna 2020 tekemässä tutkimuksessa havaittiin, että rasvakudoksesta peräisin olevat mesenkymaaliset kantasolut (AD-MSC) kykenevät nopeuttamaan ihon haavojen paranemista hiirimalleissa. Ne stimuloivat angiogeneesiä ja soluväliaineen uudistumista edistääkseen parempilaatuista arpea, joka muistuttaa normaalia tervettä ihoa verrattuna kontrolliryhmään [3]. Tutkimuksissa on havaittu myös napanuorasta peräisin olevien mesenkymaalisten kantasolujen luuvaurioiden korjaavia ominaisuuksia. Ne vaikuttavat korjaavasti edistämällä angiogeneesiä, osteoklastogeneesiä ja isäntä-MSC:iden mobilisaatiota tai erilaistumalla osteoblastien kaltaisiksi soluiksi [4].
• Immuunijärjestelmän sairaudet/häiriöt: Mesenkymaaliset kantasolut vaikuttavat immuunijärjestelmään. Ne säätelevät immuunivastetta ja vähentävät tulehdusta. Siksi niitä käytetään autoimmuunisairauksien, kuten nivelreuman, multippeliskleroosin ja tulehduksellisten suolistosairauksien, hoitoon. Eräässä tutkimuksessa selvitettiin luuytimestä peräisin olevien mesenkymaalisten kantasolujen immunomoduloivaa vaikutusta nivelreumapotilaista otettuihin perifeerisen veren T-soluille. BM-MSC-solut vaikuttavat T-soluja estävästi ja tukahduttavat sytokiineja, jotka osallistuvat nivelreuman patofysiologiaan [5].
• Neurologinen ja kardiovaskulaarinen tutkimus: MSC-soluilla on merkittävä potentiaali neurologisissa ja kardiovaskulaarisissa tutkimussovelluksissa. Niitä käytetään useiden neurodegeneratiivisten sairauksien, kuten Parkinsonin ja Alzheimerin taudin, hoitoon. Lisäksi niitä käytetään sydän- ja verisuonitautien hoidossa, sillä ne korjaavat vaurioituneita tai loukkaantuneita sydänkudoksia sydäntapahtumien jälkeen. Lisäksi mesenkymaaliset kantasolut edistävät verisuonten muodostumista ja ovat siten arvokkaita sydän- ja verisuonitautien tutkimuksessa. Eräässä tutkimuksessa selvitettiin rasvakudoksesta ja luuytimestä peräisin olevien mesenkymaalisten kantasolujen terapeuttista potentiaalia akuutin sydäninfarktin (MI) mallissa. Tutkimuksessa havaittiin, että molemmat lähteet ovat yhtä hyödyllisiä sydänkudosten uudistamisessa ja fibroosin vähentämisessä [6]. Mielenkiintoista on, että vuonna 2022 tehdyssä tutkimuksessa havaittiin, että ihmisen napanuorasta peräisin olevilla mesenkymaalisilla kantasoluilla (UC-MSC) on neuroprotektiivisia vaikutuksia Parkinsonin taudin hiirimalleissa suoliston mikro-organismien säätelyn kautta. Hiirimallissa liikuntakyky parani UC-MSC-solujen intranasaalisen siirron jälkeen [7].

Lähteet

1. Ding, D.C., W.C. Shyu ja S.Z. Lin, Mesenchymal stem cells. Cell Transplant, 2011. 20(1): s. 5–14.
2. Zhan, X.-S. ym., Vertaileva tutkimus eri koiran kudoksista peräisin olevien mesenkymaalisten kantasolujen biologisista ominaisuuksista ja transkriptiomiprofiileista. International journal of molecular sciences, 2019. 20(6): s. 1485.
3. Zomer, H.D., et al., Ihon ja rasvakudosten mesenkymaaliset stromasolut indusoivat makrofagien polarisaatiota korjaavaa fenotyyppiä kohti ja parantavat ihon haavojen paranemista. Cytotherapy, 2020. 22(5): s. 247–260.
4. Kosinski, M., et al., Luuvaurion korjaus käyttämällä luun korviketta, jota tukevat napanuorasta peräisin olevat mesenkymaaliset kantasolut. Stem Cells International, 2020. 2020.
5. Pedrosa, M., et al., Ihmisen luuytimestä peräisin olevien mesenkymaalisten stromaali-/kantasolujen immunomoduloiva vaikutus nivelreumapotilaiden perifeerisen veren T-soluille. Journal of tissue engineering and regenerative medicine, 2020. 14(1): s. 16–28.
6. Omar, A.M., et al., Vertailututkimus rasvakudoksesta ja luuytimestä peräisin olevien mesenkymaalisten kantasolujen terapeuttisesta potentiaalista akuutin sydäninfarktimallissa. Oman Med J, 2019. 34(6): s. 534–543.
7. Sun, Z., et al., Ihmisen napanuoran mesenkymaaliset kantasolut parantavat liikkumiskykyä Parkinsonin taudin hiirimallissa säätelemällä suoliston mikro-organismeja. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022. 9: s. 808905.