Viisaudenhampaan kantasolut luukudosteknologiassa

Isolation, characterization and osteogenic differentiation of dental stem cells in vitro for bone tissue engineering

Vastaväittäjä: Pamela Yelick, professori, Tufts University, Yhdysvallat

Kustos: Susanna Miettinen, dosentti, Tampereen yliopisto

Esitarkastajat: Thimios Mitsiadis, professori, Zürichin yliopisto, Sveitsi, Willy Serlo, professori, Oulun yliopisto

Ohjaajat: Susanna Miettinen, dosentti, Tampereen yliopisto, Riitta Suuronen, professori, Tampereen yliopisto

Luukudosteknologia on kehittynyt yhdeksi lupaavimmista kudosteknologian muodoista. On vasta hiljattain huomattu, että viisaudenhampaasta peräisin olevia kantasoluja voitaisiin hyödyntää kudosteknologiassa ja regeneratiivisessa lääketieteessä. Viisaudenhampaan kantasoluja on helppo saada, ja ne sopivat useisiin kudosteknologian sovelluksiin. Nämä solut ovat monikykyisiä kantasoluja, jotka voivat erilaistua mm. rusto-, rasva-, luu- ja lihassoluiksi sekä hermokudoksen solutyypeiksi.

Tässä väitöstyössä tutkittiin hampaan pulpan, follikkelin ja periodontaaliligamentin kantasolujen kasvatusolosuhteita ja erilaistamista luusoluiksi. Osatöissä käytettiin useita eri kasvutekijöitä. Tulokset osoittivat, että luun morfogeneettiset proteiinit 2 ja 6 lisäävät periodontaaliligamentin kantasolujen erilaistumista luuksi vain, jos ne yhdistetään muihin luusolujen muodostusta tukeviin tekijöihin, kuten deksametasoniin, askorbiinihappoon ja β-glyserofosfaattiin. Lisäksi havaittiin, että D₃-vitamiinin metaboliitit ovat perinteisesti käytettyä deksametasonia tehokkaampia tukemaan pulpan ja follikkelin kantasolujen erilaistumista luusoluiksi.

Solujen käyttöä kudosteknologiassa vaikeuttaa eläinperäisten aineiden, kuten naudan seerumin, tarve solujen viljelyssä. Naudan seerumin ongelmina ovat mm. laadunvaihtelu valmistuserien välillä, eläinperäisten tartuntatautien välittyminen sekä immunologiset reaktiot. Ihmisen seerumin tai seerumittomien elatusaineiden käyttö parantaisi soluhoitojen turvallisuutta. Näistä syistä vertailimme naudan tai ihmisen seerumia sisältäviä sekä seerumittomia soluviljelyelatusaineita pulpan kantasolujen viljelyssä. Ihmisen seerumia sisältävissä elatusaineissa pulpan kantasolut jakaantuivat nopeasti ja erilaistuivat rasva-, rusto- ja luusoluiksi, ja siten ihmisen seerumi voisi korvata naudan seerumin solujen kasvatuksessa. Seerumittomien elatusaineiden vaikutuksista kuitenkin tarvitaan lisätutkimuksia, sillä kantasolujen jakaantuminen näissä aineissa oli hidasta ja erilaistumiskyky oli heikko verrattuna seerumia sisältäviin elatusaineisiin.

Viimeiseksi tutkimme kliiniseen käyttöön soveltuvan solu–biomateriaali-yhdistelmän käyttöä luukudosteknologiassa. Tulosten mukaan pulpan kantasolut kiinnittyvät, säilyvät elinkykyisinä, jakaantuvat ja voivat erilaistua luusoluiksi käytettäessä kolmiulotteista β-TCP/P(LLA-CL) (β-tricalcium phosphate/Poly L-Lactic acid- caprolactone) biomateriaalitukirakennetta.

Tämän väitöskirjan tutkimustuloksia voidaan hyödyntää tulevissa kudosteknologiaa ja hampaan kantasoluja hyödyntävissä hoitomuodoissa.

Väitöskirjaan johtanut tutkimustyö toteutettiin Tampereen yliopiston Biolääketieteellisen teknologian yksikön Aikuisen kantasolujen tutkimusryhmässä yhteistyössä Tampereen YTHS:n kanssa.

Verkkojulkaisun osoite: http://urn.fi/urn:isbn:978-951-44-8982-2