3D-kudosviljely saattaa vähentää eläinkokeiden tarvetta

Viime vuonna Suomessa käytettiin tieteellisiin tai opetustarkoituksiin vähän yli 105 000 eläintä. Kudosviljelyä voidaan käyttää täydentävä menetelmänä eläinkokeiden rinnalla. Toistaiseksi se ei kuitenkaan pysty vielä korvaamaan niitä täysin. Kudosviljelyn hyöty on se, että kyseessä on ihmisen kudos eikä eläimen, kuten eläintautimalleissa. Eläintautimalleissa eläimelle aiheutetaan ihmisen sairauden kaltainen tauti.

Koska kudosviljelyssä kohteena on vain pala tiettyä kudosta, se ei kerro lääkekäsittelyn koko elimistöön kohdistuvaa vaikutusta. Esimerkiksi virusvälitteistä hoitomuotoa kehittäessä mahdolliset sivuvaikutukset maksan toimintaan täytyy pystyä selvittämään. Siksi eläinmalleja joudutaan toistaiseksi vielä käyttämään.

Kolmiulotteisessa kudosviljelyssä ihmisestä otetaan muutaman millimetrin pala kudosta, jota viljellään soluviljelyolosuhteissa. Kudospala pysyy elossa pari viikkoa kudostyypistä riippuen. Esimerkiksi eturauhaskudos alkaa muuntua hyvin nopeasti soluviljelyolosuhteissa, jolloin se ei enää vastaa elimistössä olevaa tilannetta.

Viljelyyn voidaan ottaa esimerkiksi pala ihmisen rintasyöpäkasvaimesta. Kirurgi leikkaa palan leikkaussalissa, josta se noudetaan suoraan soluviljelyyn. Tämän jälkeen pala asetetaan kuoppalevyn kaivoon kostean sienen päälle ja myös itse pala kastellaan kasvatusliuoksella.  Liuos sisältää kaikki kudospalan tarvitsemat ravintoaineet sekä antibioottiliuosta, jotta kasvatus säilyy puhtaana.

Kudospalaa säilytetään viljelykaapissa jossa olosuhteet jäljittelevät elimistössä olevia olosuhteita. Viljelykaapissa on pohjalla myös vesivaippa, joka huolehtii riittävästä kosteudesta.

Kuoppalevyssä viljeltävää kudospalaa voidaan käsitellä esimerkiksi erilaisilla lääkeaineilla ja tarkastella niiden vaikutusta kudoksen, solujen ja soluväliaineen rakenteeseen. Kudospala voidaan myös valaa parafiiniin ja leikata se hyvin ohuiksi leikkeiksi. Erilaisten värjäysten jälkeen leikkeiden avulla voidaan tarkastella kudoksen hienorakennetta.

Tutkimushypoteesista riippuen 3D-kudosviljelymalli voi kyetä vastaamaan useampaan kysymykseen kuin perinteinen soluviljely, jossa soluja viljellään joko yhtenä kerroksena maljan pohjalla tai seoksena kasvatusliuoksessa.

Olemme tutkimusryhmässämme hyödyntäneet 3D-mallia erilaisten rintasyöpätyyppien tutkimuksessa mukaan lukien duktaalinen, lobulaarinen ja metaplastinen rintasyöpä. Metaplastisen rintasyövän tutkimuksesta on myös julkaistu artikkeli Human Metaplastic Breast Carcinoma and Decorin.

Annele Sainio
filosofian tohtori, lääketieteellinen biokemia ja genetiikka