Yksilönkehitys hedelmöittyneestä munasolusta monta eri solutyyppiä sisältäväksi alkioksi perustuu kantasolujen kykyyn jakautua ja erilaistua eri kudosten solutyypeiksi. Aikuisessa yksilössä kantasolut vastaavat kudosten korjauksesta ja uudismuodostuksesta esimerkiksi kudosvaurion jälkeen. Kantasolujen erilaistuminen eri solutyypeiksi on tarkasti säädelty prosessi, johon osallistuu solunsisäisiä viestimekanismeja eli signalointireittejä.
Laura Hyväri tutki väitöstutkimuksessaan aikuisten lahjoittajien rasvakudoksesta tai luuytimestä eristettyjä monikykyisiä kantasoluja. Tutkimuksessa tarkasteltiin signalointireittejä, joiden tiedetään olevan merkityksellisiä solujen kiinnittymiskyvylle ja solutukirangan dynamiikalle. Tutkimuksessa havaittiin, että nämä mekanismit ovat keskeisiä säätelijöitä kantasolujen erilaistumissuunnan valinnalle.
– Tutkimuksemme mukaan molekulaarisina kytkiminä rasva- ja luuerilaistumissuuntien välillä toimivat soluadheesiota säätelevä fokaaliadheesiokinaasisignalointi sekä aktiinitukirangan dynamiikkaa säätelevä ROCK-signalointi ja sen kohdeproteiini transkriptiotekijä MRTF-A. Tämä tarkoittaa, että signaloinnin aktiivisuus sai aikaan kantasolujen erilaistumisen luukudoksen suuntaan, kun taas signaloinnin aktiivisuuden estäminen lisäsi rasvaerilaistumista, Hyväri kertoo.
Hyväri selvitti väitöstutkimuksessaan myös bioaktiivisen lasin vaikutusmekanismeja kantasoluissa. Bioaktiivinen lasi on erityisen houkutteleva biomateriaali käytettäväksi luun kudosteknologiassa, koska sen on havaittu tehostavan kantasolujen luuerilaistumista. Bioaktiivisen lasin vaikutusmekanismit ovat kuitenkin vielä puutteellisesti tunnettuja.
– Tutkimuksessamme osoitimme, että bioaktiivisesta lasista uutetut bioaktiiviset ionit pystyvät tehostamaan kantasolujen erilaistumista luukudoksen suuntaan. Biolasi-ionit aktivoivat solunsisäistä p38 MAPK-signalointia ja sen kohdemolekyylillä – lämpöshokkiproteiini 27:llä eli HSP27:llä – havaittiin uusi rooli kantasolujen luuerilaistumisessa. Tuloksemme viittaavat siihen, että HSP27:n vuorovaikutus aktiinitukirangan kanssa voisi toimia luuerilaistumisen säätelijänä, Hyväri kertoo.
Väitöstutkimuksessa tuotetun tiedon avulla voidaan kehittää tietopohjaisia kudosteknologisia ratkaisuja pehmyt- tai luukudoksen vaurioiden korjaamiseen ja esimerkiksi osteoporoosin hoitoon. Ymmärrys rasvaerilaistumisesta auttaa selvittämään rasvakudoksen häiriöiden, kuten liikalihavuuden, taustatekijöitä ja mahdollistaa kohdennettujen hoitomenetelmien kehittämisen.
Laura Hyväri on kotoisin Tampereelta ja valmistui filosofian maisteriksi Tampereen yliopiston bioteknologian koulutusohjelmasta keväällä 2015. Hyväri työskentelee nykyisin hedelmöityshoitobiologina Fimlab Laboratoriolla Tampereella.
Väitöstilaisuus perjantaina 14. kesäkuuta
Filosofian maisteri Laura Hyvärin solu- ja kudosteknologian alaan kuuluva väitöskirja Molecular Mechanisms of Cell Adhesion and Cytoskeletal Dynamics Underlying Human Mesenchymal Stem Cell Differentiation tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa perjantaina 14.6.2024 klo 12 Arvo-rakennuksen salissa F114 (Arvo Ylpön katu 34, Tampere). Vastaväittäjänä toimii dosentti Maria Vartiainen Helsingin yliopistosta. Kustoksena toimii professori Susanna Miettinen Tampereen yliopistosta.