Innostuksesta realismiin

Kudosteknologian tutkimuksen käynnistivät 1980-luvun puolivälissä amerikkalaistutkijat, jotka kokeilivat erilaisten kudosten tuottamista ja jopa kokonaisten sormien kasvattamista luineen, rustoineen ja jänteineen. Kuuluisa on myös kuva koerotasta, jonka selässä ihon alla näkyy ihmisen ulkokorvan muoto.

– Tuolloin lähinnä testattiin idean toteuttamiskelpoisuutta, eikä tuotettuihin kudoksiin edes pyritty kasvattamaan verisuonistoa. Se oli iloista kokeilua, joka polkaisi tutkimuksen liikkeelle, arvioi Tampereen yliopiston Lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnan kudosteknologian ja biomateriaalitekniikan professori Minna Kellomäki.

Kudosteknologian käsite ja termi tissue engineering vakiintuivat käyttöön ja tutkimus sai tuulta purjeisiinsa. Kuitenkin vasta kantasolujen parempi tunteminen ja niistä kiinnostuminen sai aikaan vuosituhannen alussa akateemisten viittausten eksponentiaalisen kasvun.

Kudosteknologiasta tuli nopeasti hypetetty muotitermi. 

– Kokemus opetti nopeasti, että kantasolujen käyttöön liittyy monenlaisia haasteita, kuten hylkimistä, syöpäriskiä ja myös eettisiä kysymyksiä. Nyt ymmärretään paremmin, ettei sovelluksia synny suoraviivaisesti vain laittamalla soluja jonnekin.

Monet vuosituhannen alun startupit kaatuivat teknokuplan puhkeamiseen ja tuotannollisiin ongelmiin, joista monet on jo ratkottu ja joista perustutkimus tuottaa koko ajan lisää tietoa. 

Tutkijat ovat palanneet hypetysvaiheessa hylättyjen ideoiden äärelle, nyt niissä onnistuen. Normaaleista soluista kantasoluiksi muokatut iPS-solut ovat myös pitkälti korvanneet solulähteenä hedelmöityshoidoista ylijääneet alkion kantasolut.

– Tieteessä on aika tavallista, että ensimmäiset kokeet onnistuvat vasta-alkajan tuurilla, mutta sitten pitää tehdä valtavasti työtä, että ne saa toistettua luotettavasti ja riittävän isossa mittakaavassa, Kellomäki pohtii.

– Tuotteistus nimenomaan vaatii, että jokainen tuote-erä – oli se mikä hyvänsä – on riittävän samanlainen ja toimii eri yksilöillä halutusti ja oikein.

Rustoa, luuta ja sarveiskalvoja

Millaisia sovelluksia on käytössä? Tärkeä ryhmä ovat kudosteknologiset rustotuotteet – eikä vähiten siksi, että nivelten kuluminen on iso terveysongelma, johon ei oikein ole korvaavia hoitoja. Nivelrusto korjautuu huonosti itsestään. 

– Luuta korvaavia ratkaisuja on tutkittu intensiivisesti ja yhtä paljon, vaikka pankkiluu ja potilaalta otettu luusiirre toimivat kirurgin näkökulmasta ihanteellisesti. Mekin tutkimme edelleen luun valmistamista, sillä potilaan omaa luuta voi käyttää todella rajoitetusti ja pankkiluun käyttöön liittyy hylkimisriski ja luun mukana mahdollisesti välittyvät sairaudet. 

Silmän sarveiskalvoa tutkii ja tuotteistaa useampikin toimija, myös Suomessa. 

– Uskon, että valmiiden tuotteiden saaminen on mahdollista lähivuosina. Sarveiskalvo on helpompi kuin moni muu kudos, sillä siinä ei tarvita monikerrosrakenteita eikä erilaisia toimintoja.

Kudosteknologista ihoa, jossa ovat mukana ihokarvat ja muut ihon elementit, tutkittiin paljon vuosituhannen vaihteessa. Nyt kiinnostus sitä kohtaan näyttäisi jälleen heränneen.

– Verenkierto on edelleenkin yksi kudosteknologian isoista haasteista. Sitä ei ole nivelrustossa tai sarveiskalvossa, mutta luussa ja ihossa on, ja se tekee näistä hankkeista niin erilaisia.

Haima- ja hermokudosten hankkeet liittyvät diagnostiikkaan ja tautimekanismien tutkimiseen laboratoriossa. Kliininen käyttö on kauempana. 

– Näihin kudoksiin liittyy niin isoja riskejä, että hankkeita keskeytetään helposti potilaiden turvaamiseksi. Toistaiseksi resurssien järkevintä käyttöä olisi keskittää panokset vaikkapa dia­beteksen tai MS-taudin mekanismien selvittämiseen, sen sijaan että nyt pyrittäisiin jo kliinisiin hoitoihin.

Pienet yritykset kansainvälisillä markkinoilla 

Suomessa toimii kourallinen alan yrityksiä. Useimmat niistä ovat yliopistojen tutkimuksen spinoffeja, jotka suuntautuvat kansainvälisille markkinoille. Niillä on hyvät mahdollisuudet menestyä, sillä suomalainen kantasolu- ja bio­materiaalitutkimus on erittäin korkeatasoista. 

– Näitä yrityksiä rahoittavat Business Finland, Sitra ja yksityiset bisnesenkelit. Myös joukkorahoitusta on kokeiltu menestyksekkäästi. Ongelmana on toimijoiden pieni koko, joka rajaa taloudellisia mahdollisuuksia testata tuotteita lääkkeiltä vaadittavissa kliinisissä kokeissa. Sen vuoksi on merkittävä riski, että suomalaiset startupit valuvat vähintään osittain ulkomaiseen omistukseen.

Viranomais- ja käyttökohdevaatimukset kasvavat sitä enemmän, mitä lääkinnällisempi tuote on. Markkinoillepääsyn nopeuttamiseksi – ja kustannusten keventämiseksi – monet ovat keskittyneet puhtaasti biomateriaalipohjaisiin ratkaisuihin. Niiltä ei edellytetä yhtä laajaa kliinistä testausta kuin hoidoilta, joissa käytetään muokattuja soluja tai joissa annostellaan lääkeaineita. 

– Mikään ei estä etsimästä tuotteilleen myös ei-lääkinnällisiä sovelluksia. Skaffoldeissa käytettävistä biohajoavista raaka-aineista voidaan periaatteessa tehdä vaikka biohajoavia kompostipusseja – tai jos halutaan pysyä terveyspuolella, kudosteknologisten tuotteiden ohella biohajoavia kirurgin maskeja, leikkaussalikaapuja sekä implantoitavia ruuveja ja nauloja.