Menetelmää voidaan hyödyntää muun muassa kantasolujen erilaistumisen ohjaamisessa. Menetelmän kehittäjiä ovat tutkijat Diego Balboa ja Jere Weltner, jotka tekevät väitöstutkimustaan professori Timo Otonkosken laboratoriossa Meilahden kampuksella.
Kantasolututkimuksen kuumimpia kohteita ovat tällä hetkellä menetelmät, joilla voidaan säädellä solujen erilaistumista.
Erilaistumisprosessi perustuu siihen, miten geenit solussa aktivoituvat ja hiljenevät, joten tutkijat etsivät keinoja geenien hallittuun ”sytyttämiseen” ja ”sammuttamiseen”.
Tutkijoiden unelma on kyetä aktivoimaan ja hiljentämään geenejä täsmällisesti haluamallaan hetkellä.
– Osaamme tuottaa erilaistuneista soluista monikykyisiä kantasoluja – niin sanottuja iPS-soluja – ja pystymme ohjaamaan näiden solujen erilaistumista haluttuun suuntaan järjestämällä niille oikeanlaiset kasvuolosuhteet. Emme kuitenkaan hallitse erilaistumisprosessia vielä riittävän hyvin – prosessi saattaa edetä moitteettomasti lähes loppuun asti, mutta sitten jokin tietty geeni ei aktivoidu oikeaan aikaan ja solu jää epäkypsäksi, Otonkoski kuvailee tiedotteessaan.
Niin sanottu CRISPR-teknologia on tehnyt mahdolliseksi muokata geenejä leikkaamalla DNA:ta tietyistä kohdista. Menetelmällä voidaan esimerkiksi poistaa solusta virheellisesti toimiva geeni tai viedä sinne siirtogeeni, joka ilmenee halutulla tavalla.
Otonkosken laboratoriossa on nyt kehitetty menetelmä, jolla voidaan säädellä yksittäisen geenin toimintaa halutulla tavalla ilman, että genomia muutetaan. Menetelmässä hyödynnetään CRISPR-teknologiaa, mutta säätely tapahtuu lääkeaineilla.
Haluttu geeni viritetään vastaanottavaiseksi lääkkeelle viemällä soluun RNA-pätkiä, jotka sitoutuvat geenin säätelyalueelle sekä aktivaattoriproteiini, joka sitoutuu näihin RNA-molekyyleihin. Tämä ei vielä vaikuta geenin toimintaan, vaan se aktivoituu vasta, kun soluun lisätään aktivaattoria säätelevää lääkeainetta.
– Tutkimuksessa käytimme kahta tavanomaista antibioottia, doksisykliiniä ja trimetopriimiä, ja niiden välityksellä pystyimme säätelemään täsmällisesti ja tehokkaasti useiden geenien toimintaa. Menetelmä toimi kaikilla testaamillamme kantasoluilla – käytimme kehitystyössä ihmisen soluja, Otonkoski kertoo.
Hän korostaa, että tällä hetkellä menetelmää käytetään kokeellisissa malleissa. Hoidollisista sovelluksista on aivan liian aikaista puhua.
– Perusperiaate on kuitenkin nyt kehitetty ja menetelmä osoitettu toimivaksi. Uskon, että siitä voi tulla erittäin tärkeä tutkimuksen työkalu. Omassa laboratoriossani sovellamme menetelmää kantasolujen erilaistumisen säätelyyn, mutta sillä on paljon sovellusmahdollisuuksia muillakin tutkimusaloilla – esimerkiksi syöpäbiologiassa, Otonkoski arvioi.
Tutkimus on julkaistu Stem Cell Reports -tiedelehdessä.