Geenitekniikalla syöpää vastaan
Syöpäsolut kykenevät välttämään ja pakenemaan ihmisen immuunipuolustusjärjestelmää. Aktivoimalla ja muovaamalla ihmiskehon puolustusjärjestelmää geneettisesti syövän pakoyritykset voidaan estää.
Luonnolliset tappajasolut – kehon turvaverkko
Luonnolliset tappajasolut (Natural Killer cells – NK-solut) ovat epäspesifiin immuniteettiin kuuluvia leukosyyttejä eli valkosoluja; nämä valkosolut siis aktivoituvat kehossa, vaikkeivät erikoistuisi tunnistamaan tiettyä taudinaiheuttajaan infektion aikana. Tämän vuoksi NK-solut kohdistavatkin toimintansa lähinnä virustartunnan saaneisiin soluihin sekä syöpäsoluihin.
NK-solut ovat erikoistuneet MHC-1 tunnistamiseen. MHC-1 (Major Histocompability Complex 1) on osa molekyyliperhettä, joka esiintyy kehon lähes kaikilla, etenkin tumallisilla, soluilla. Tämän kompleksin avulla solut tuovat solukalvonsa ulkopuolelle peptidejä ja esittelevät siten niitä kehon immuunijärjestelmälle. Virustartunnan saaneet solut esittelevät viruspeptidejä, mikä johtaa kompleksiin kiinnittyneen NK-solun aktivoitumiseen ja tartunnan saaneen solun eliminointiin. NK-solut aktivoituvat myös kompleksin puuttuessa tai kompleksikokonaisuuden muuttuessa. Syöpäsolujen eliminointi NK-soluilla perustuu pääosin ympäröiviltä soluilta saatuihin stressisignaaleihin.
Kun NK-solu on aktivoitunut, solu tekee päätöksen: aloittaako sytotoksinen toiminta, eli solutappaminen, vai jätettääkö muutostilanne huomioimatta. Tämä päätös perustuu NK-solun saamien aktivoivien ja estävien signaalien suhteeseen. NK-solulla on pinnallaan useita tunnistusproteiineja eli reseptoreita, jotka tunnistavat näitä aktivoivia ja estäviä signaaleja. Jos aktivoivat signaalit voittavat voimakkuudellaan estävät signaalit, aloittavat NK-solut kohdesolujen tuhoamisen.
NK-solujen sytotoksisuus perustuu usean reseptorin yhteistyöhön. Kun solu on aktivoitunut, se on myös ankkuroinut ”kuolemaligandinsa” kohdesolunsa reseptoriin. Tämä aloittaa kohdesolun sisällä reaktioketjun, joka johtaa ohjelmoituun solukuolemaan eli apoptoosiin. Ligandi tarkoittaa molekyyliä, joka sopii kohdereseptoriinsa ja aktivoi sen. Apoptoosia aiheuttavia ligandeja ovat muun muassa Fas-ligandi ja TRAI-ligandi. Ligandin lisäksi NK-solu alkaa tuottamaan sytotoksisia aineita edistääkseen kohdesolun apoptoosia.
Geenitekniikkaa tukemaan tulevaisuuden syöpähoitoja
Vaikka NK-solut ovat luonnostaan tehokkaita, osaavat syöpäsolut paeta immuunipuolustusjärjestelmän näitäkin soluja. Syöpäsolut tuottavat paljon proteiineja, jotka lamaavat NK-solujen aktiivisuutta ja edesauttavat siten syövän immuunipakoa. Tämän vuoksi syöpähoidot, jotka käyttävät valkosoluja (immuunisoluhoidot) tarvitsevat toimiakseen erilaisia tekniikoita.
Kuten monia soluja, NK-solujen geneettistä kokoonpanoa pystytään muokkaamaan virus-transduktiolla. Virus-transduktio on geneenitekniikan menetelmä, jossa kohdesoluun tuodaan uusi geeni tai molekyyli viruksesta johdetulla kuljetuselementillä; vektorilla. Yksi yleisimmistä menetelmistä on lentivirusjohteinen transduktio, jossa virus-vektori on johdettu HI-viruksesta, sillä lentivirus-vektorilla on kyky lisätä tuomansa geeni kohdesolun geeneihin.
Transduktiomenetelmällä NK-solujen pinnalle voidaan tuoda leukosyyttejä aktivoivia proteiineja: sytokiineja. Erityisesti sytokiini intereukiini 21 (IL-21) on todettu aktivoivan NK-solujen sytotoksisuutta. Kun lentivirus-transduktiossa sytokiinin geeni on saavuttanut solun tuman, solu tuottaa proteiinin ja vie sen haluttuun osaan solua. IL-21 saadaan näin solun pinnalle aktivoimaan NK-solua, jolloin se mahdollisesti kykenee tehokkaampaan syöpäsolujen tuhoamiseen. Menetelmällä voidaan myös estää NK-solujen sytotoksisuutta estävien proteiinien tuotanto tai häiritä niiden toimintaa. Tämä suojelee NK-solua esimerkiksi syövän immuunijärjestelmää lamaavilta vaikutuksilta.
NK-solujen aktiivisuutta suojelevat geneettiset muokkaukset ovat lupaava askel kohti tehokkaampia immuunisolujohteisia syöpähoitoja. Teknologiaa pystyy mahdollisesti hyödyntämään tulevaisuudessa jo käytössä olevien immuunisoluhoitojen yhteydessä syöpähoitojen tehostamiseen ja syövän pakokeinojen vähentämiseen.
Lähteet
Aaltonen, S. 2026. Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö. Theseus-linkki tulossa.
Biondo, R., Nayak, I., Möker, N., Zhang, C., Stewart, W. C., Khakoo, S., & Das, J. (2024). Impact of IL-21 on Natural Killer cell proliferation and function – a mathematical and functional assessment. BioRxiv, 2024.01.26.577405. Viitattu 20.06.2026. https://doi.org/10.1101/2024.01.26.577405
Gurumoorthy, N., Nordin, F., Tye, G. J., Wan Kamarul Zaman, W. S., & Ng, M. H. (2022). Non-Integrating Lentiviral Vectors in Clinical Applications: A Glance Through. Biomedicines 2022, Vol. 10, Page 107, 10(1), 107. Viitattu 20.06.2026. https://doi.org/10.3390/BIOMEDICINES10010107
Mace, E. M. (2023). Human natural killer cells: Form, function, and development. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 151(2), 371–385. Viitattu 20.06.2026. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2022.09.022