FM Miina Ojansivun kudosteknologian alaan kuuluva väitöskirja

Characterization of osteogenic differentiation mechanisms of human adipose stem cells in response to BMP-2 and bioactive glasses (BMP-2-kasvutekijän ja bioaktiivisten lasien luuerilaistusmekanismien karakterisointi ihmisen rasvan kantasoluissa)

tarkastetaan 16.9.2016 klo 12 Tampereen yliopiston Arvo-rakennuksen F115 auditoriossa, Lääkärinkatu 1, Tampere.

Vastaväittäjänä on professori Juha Tuukkanen (Oulun yliopisto). Kustoksena toimii dosentti Susanna Miettinen.

Väitöstilaisuuden kieli on suomi.


Luuerilaistumisen mekanismit rasvakudoksen kantasoluissa


Luuvauriot yleistyvät väestön ikääntymisen myötä, mikä aiheuttaa haasteita terveydenhuollolle. Perinteisenä hoitomuotona käytetyt luusiirteet on todettu monissa tapauksissa ongelmallisiksi mm. luovutuskohdan heikon paranemisen, siirreluun huonon laadun sekä riittämättömän määrän vuoksi, minkä takia kudosteknologiaan pohjautuville hoitomuodoille on suuri kysyntä. Luun kudosteknologiassa luuvaurioita hoidetaan rakenteella, jossa yhdistyvät biomateriaalitukiranka, luuta muodostavat solut sekä soluja stimuloivat kemialliset tekijät. Rasvakudos on erinomainen kantasolujen lähde aikuisessa yksilössä, sillä siitä voidaan eristää helposti ja suurella saannolla erilaistumiskykyisiä kantasoluja erilaisiin lääketieteen sovelluksiin, kuten esimerkiksi luun kudosteknologiaan. Rasvan kantasoluja hyödyntävillä kudosteknologisilla luusovelluksilla onkin saavutettu jo varsin lupaavia tuloksia yksittäisissä potilastapauksissa.

Kudosteknologiaan perustuvien luuhoitojen tehokas ja kontrolloitu toteuttaminen edellyttää kantasolujen luuerilaistumisen syvempää ymmärrystä aina molekyylitason mekanismeihin saakka. Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin luunmuodostusta tukevan kasvutekijän, luun morfogeneettisen proteiini-2:n (BMP-2), vaikutusta rasvan kantasolujen luuerilaistumisvasteeseen sekä solunsisäiseen viestintään. Lisäksi selvitettiin BMP-2:n tuottoalkuperän (bakteerisolut vs. nisäkässolut) sekä kasvatusliuoksen koostumuksen (naudan seerumi vs. ihmisen seerumi) vaikutusta BMP-2:n soluvasteeseen. Mitä tulee luun kudosteknologiassa hyödynnettyihin biomateriaaleihin, bioaktiivisen lasin on havaittu toimivan erityisen hyvin sen luuerilaistavan vaikutuksen vuoksi. Tämän ilmiön toimintamekanismia soluissa ei kuitenkaan tunneta. Väitöskirjatyössä tutkittiinkin myös bioaktiivisista laseista liukenevien ionien luuerilaistavaa vaikutusta sekä analysoitiin solujen kiinnittymismekanismia lasipinnoille ja sen merkitystä bioaktiivisen lasin aikaansaamassa luuerilaistumisessa.
   
Tämä väitöskirjatutkimus osoitti, että BMP-2:n aiheuttama luuerilaistumisvaste vaihtelee merkittävästi eri luovuttajilta peräisin olevien rasvan kantasolujen välillä, ja osalla soluista BMP-2 aiheuttaa luuerilaistumisen sijaan rasvanmuodostusta. Kasvutekijän vaste oli voimakkain nisäkässoluissa tuotetulla proteiinilla ihmisseerumiperäisessä kasvatusliuoksessa. Näiden tulosten valossa BMP-2:n käytön hyödyt luun kudosteknologiassa saattavat olla yleisen käsityksen vastaisesti rajalliset. Bioaktiivisista laseista liuenneet ionit yhdistettynä perinteisesti käytettyihin kemiallisiin luuerilaistustekijöihin saivat aikaan poikkeuksellisen nopean ja voimakkaan luuerilaistumisvasteen, mikä kannustaa niiden laajempaan hyödyntämiseen luun kudosteknologisissa sovelluksissa. Solut kiinnittyivät bioaktiivisille laseille poikkeuksellisella mekanismilla ja solu-lasi-vuorovaikutuksen havaittiin aiheuttavan luuerilaistumisen kannalta merkittäviä muutoksia solunsisäisessä viestinnässä. Tämä tutkimus tarjoaa uutta tietoa luuerilaistumisen mekanismeista ja luo näin omalta osaltaan pohjaa entistä toimivampien kudosteknologisten luusovellusten kehitystyölle.

                                               ******

Miina Ojansivu on syntynyt Ylöjärvellä ja hän on suorittanut filosofian maisterin tutkinnon Tampereen yliopistossa. Nykyisin hän toimii tutkijana Aikuisen kantasolujen tutkimusryhmässä BioMediTech:ssä.

Ojansivun väitöskirja ilmestyy sarjassa Acta Universitatis Tamperensis; 2198, Tampere University Press, Tampere 2016. ISBN 978-952-03-0197-2, ISSN 1455-1616. Väitöskirja ilmestyy myös sähköisenä sarjassa Acta Electronica Universitatis Tamperensis; 1697, Tampere University Press 2016. ISBN  978-952-03-0198-9 , ISSN 1456-954X.
http://tampub.uta.fi.

Lisätietoja: Miina Ojansivu, Puh. +358504947925, miina.ojansivu@uta.fi