Laboratoriolinjat
Abortoituneesta sikiökudoksesta peräisin olevat solulinjat ovat olleet melko tavallisia tutkimuksessa ja lääketieteessä siitä lähtien, kun 1960-luvulla luotiin WI-38-solukanta, joka saatiin Wistar-instituutissa Philadelphiassa, Pennsylvaniassa, ja MRC-5-solukanta, joka saatiin Lontoossa sijaitsevasta lääketieteellisen tutkimusneuvoston (Medical Research Councilin) laboratoriosta (ks. Nature 498, 422-426; 2013). Virukset lisääntyvät helposti näissä soluissa, ja niitä käytetään monien maailmanlaajuisesti tärkeiden rokotteiden, kuten tuhkarokkoa, vihurirokkoa, raivotautia, vesirokkoa, vyöruusua ja hepatiitti A:ta vastaan tarkoitettujen rokotteiden valmistukseen.
Arviolta 5,8 miljardia ihmistä on saanut rokotteita, jotka on valmistettu näillä kahdella solulinjalla, jotka muiden solulinjojen ohella ovat tulleet tavanomaisiksi laboratoriotyökaluiksi ikääntymistä ja lääkkeiden myrkyllisyyttä tutkittaessa. (Tällaisilla linjoilla tehtävää tutkimusta eivät koske tuoreiden sikiösolujen ja -kudosten käyttöä koskevat yhdysvaltalaiset säännökset eivätkä ne sisälly NIH:n tietokantaan). Viimeisten 25 vuoden aikana sikiön solulinjoja on käytetty lukuisissa lääketieteellisissä edistysaskelissa, kuten niveltulehduslääkkeen ja kystistä fibroosia ja hemofiliaa torjuvien terapeuttisten proteiinien tuotannossa.
Varastossa olevista sikiön solulinjoista on kuitenkin vain rajoitetusti hyötyä tiedemiehille, koska ne eivät jäljittele uskollisesti natiivia kudosta, ja ne edustavat vain osajoukkoa solutyypeistä: Esimerkiksi WI-38 ja MRC-5 ovat peräisin sikiön keuhkoista. Näihin linjoihin voi myös kertyä mutaatioita sen jälkeen, kun ne ovat ajan mittaan monistuneet in vitro. Lisäksi Su:n kaltaisten humanisoitujen hiirten luominen vaatii kokonaisia paloja sikiön elimistä, jotta kantasoluja saadaan riittävästi. Kaikista näistä syistä tutkijat turvautuvat tuoreeseen kudokseen.
Yhdysvalloissa tämä kudos kerätään lääketieteellisissä keskuksissa ja klinikoilla, joissa tehdään abortteja, suostumusta, kudosten keräämistä ja siirtoa koskevien lakien ja asetusten sekamelskan mukaisesti (ks. ”Sikiökudos ja laki”). Yhdysvaltojen lain mukaan klinikat voivat periä ”kohtuullisia maksuja” kudoksen toimittamisesta aiheutuvien kustannusten korvaamiseksi, mutta voittoa siitä saaminen on rikos. Planned Parenthood -järjestön virkamiehet sanovat, että sen klinikat saavat täydellisen ja tietoon perustuvan suostumuksen naisilta, jotka haluavat luovuttaa sikiön jäänteitä tutkimukseen, ja järjestö ilmoitti lokakuussa, että sen klinikat eivät enää peri kudoksen keräämisestä aiheutuvia kustannuksia, jotka ovat 45-60 dollaria näytettä kohden.
Sikiökudos siirretään sitten klinikoilta usein biologista tutkimusta tekeville tavarantoimittajayrityksille, jotka toimivat välikätenä ja käsittelevät kudoksen, ennen kuin myyvät sen tutkijoille. Su maksaa 830 dollaria jokaisesta sikiön maksakudosnäytteestä, jonka yksi yleisimmin käytetyistä toimittajista, Advanced Bioscience Resources Alamedassa Kaliforniassa sijaitseva Advanced Bioscience Resources toimittaa hänen laboratorioonsa.
HIV ja AIDS
Sikiökudostyön luokka, joka saa eniten NIH:n rahoitusta, on HIV:n ja AIDS:n tutkiminen: siihen käytetään 64:ää NIH:n 164:stä avustuksesta. Alan tutkijat ovat jo pitkään kamppailleet tämän ainutlaatuisen inhimillisen sairauden tehokkaiden mallien puutteen kanssa. Vakiomallit, makakit, ovat kalliita kasvattaa, niillä on HIV:n sijasta SIV-tartunta, ja niiden immuunivasteet poikkeavat ihmisten vastaavista. Sikiökudoksen joustavuus ja mukautuvuus – ja sen rikkaus kantasolujen lähteenä – on mahdollistanut useiden sellaisten hiirten luomisen, joilla on inhimillistetty immuunijärjestelmä.
Erinomainen näistä on BLT-hiiri (bone marrow-liver-thymus), joka luotiin vuonna 2006. Tämä malli on tehty tuhoamalla eläimen immuunijärjestelmä ja siirtämällä sitten kirurgisesti hiireen maksan ja kateenkorvan kudospalasia ihmissikiöstä. Immuunijärjestelmä inhimillistetään edelleen luuydinsiirrolla, jossa käytetään samasta sikiön maksasta peräisin olevia verta muodostavia kantasoluja. Eläimen avulla voidaan tutkia esimerkiksi immuunivasteita, jotka ovat avainasemassa tehokkaan HIV-rokotteen kehittämisessä. Hiiri on ”nopeuttanut HIV:n patogeneesin tutkimista ja uusia lähestymistapoja, joiden avulla voidaan valjastaa viruksen vastainen immuniteetti HIV:n hallintaan”, lukee useiden hiirtä käyttävien NIH:n rahoittamien tutkijoiden hiljattain laatimassa katsauksessa.
Hiiri on myös auttanut osoittamaan, että ennaltaehkäisevillä lääkkeillä voidaan ehkäistä emättimen kautta kulkeva HIV-infektio – strategia, joka on nyt myöhäisvaiheessa olevissa ihmiskokeissa. Eläintä käytetään parhaillaan tutkimaan, miten herpes simplex -viruksen aiheuttama sukuelinten infektio muuttaa immuniteettia emättimen limakalvolla, jolloin HIV:n on helpompi tarttua. Samaan tapaan Su tutkii nyt humanisoidun hiirensä avulla mekanismeja, joiden avulla C-hepatiitin ja HIV:n samanaikainen tartunta voi nopeuttaa maksasairautta.
Haitat ovat olemassa: BLT-hiiren keskimääräinen elinikä on suhteellisen lyhyt, vain noin 8,5 kuukautta, koska eläimillä on taipumus sairastua kateenkorvan syöpään. Ja inhimillistetty immuunijärjestelmä ei periydy, joten malli on luotava uudelleen ja uudelleen – mikä johtaa sikiökudoksen jatkuvaan kysyntään, joka niin häiritsee abortin vastustajia.
Ihmisen kehitys
Joillakin tutkimusaloilla sikiökudos saatetaan ajan mittaan korvata muilla materiaaleilla ja menetelmillä: vaihtoehtoisilla, joustavilla solutyypeillä, kuten ihmisen ES-soluilla ja indusoiduilla pluripotentteilla kantasoluilla (iPS-soluilla, induced pluripotent stem soluilla), sekä organoideilla, jotka ovat laboratoriossa luotuja, normaalien elinten kudoksia muistuttavia solurakenteita. Tutkijoiden mukaan sikiökudosta tarvitaan kuitenkin yhdellä alalla: ihmisen varhaista kehitystä ja sitä, miksi se joskus menee pieleen, tutkitaan.
”Ihmisen sikiökudosta ei todennäköisesti koskaan korvata joillakin tutkimusaloilla, erityisesti sikiön kehityksen osalta”, Wolinetz sanoo. Ja tällaisen työn soveltaminen ulottuu paljon pidemmälle kuin kehityshäiriöiden, kuten synnynnäisten sydänsairauksien tai muiden epämuodostumien, ymmärtämiseen, sanoo Neil Hanley, endokrinologi Manchesterin yliopistosta Yhdistyneessä kuningaskunnassa. ”Nyt tiedämme, että monet aikuisten sairaudet ja häiriöt saavat alkunsa ihmisen varhaiskehityksen aikana, hän sanoo. Tyypin 2 diabetes ja skitsofrenia ovat molemmat esimerkkitapauksia. ”Ja ellei ymmärrä normaalia, ei voi ymmärtää epänormaalia.”
NIH:n vuonna 2014 myöntämät 30 kehitysbiologista apurahaa, joissa on mukana sikiökudosta, vaihtelevat lihassolujen esiasteina toimivien myoblastien erilaistumisen tutkimuksesta useisiin virtsa- ja sukupuolielinten kehitystä koskeviin tutkimuksiin – tutkimuksiin, jotka liittyvät esimerkiksi hypospadiaan, yleiseen tilaan, jossa virtsaputki ei sulkeudu ja peniksen alapuoli ei ole muodostunut täydellisesti. Eräässä hankkeessa luodaan kolmiulotteinen atlas geeniekspressiosta sukupuolielinten tuberkuloosissa, joka on peniksen esiaste. Toisessa hankkeessa tutkitaan geenien aktiivisuutta sikiön suolen limakalvon soluissa, jotta voitaisiin selittää ennenaikaisilla vauvoilla esiintyvä liiallinen suolistotulehdus. Hanley sanoo, että tällaiset tutkimukset ovat tärkeitä erityisesti siksi, että geenien säätely – hienosäädetty sinfonia, joka ohjaa sitä, milloin ja missä geenit ovat aktiivisia – voi vaihdella silmiinpistävästi eri lajien välillä, joten muilla eläimillä tehdyt havainnot eivät useinkaan pidä paikkaansa ihmisillä.
Yli puolet 30:stä apurahasta on tarkoitettu aivojen kehitystä koskeviin tutkimuksiin, ja monissa näistä hankkeista etsitään edistysaskeleita autismin, skitsofrenian ja Alzheimerin taudin kaltaisten tautien torjumiseksi. Kalifornian yliopiston San Diegon lääketieteellisessä tiedekunnassa La Jollassa työskentelevä neurobiologi Larry Goldstein käyttää abortoitujen sikiöiden aivoista peräisin olevia astrosyyttisoluja ravitsemaan iPS-soluista johdettuja hermosoluja, joissa on Alzheimerin tautiin liittyviä mutaatioita. Astrosyyttien uskotaan erittävän tekijöitä, jotka pitävät neuronit terveinä viljelyssä, ja hän käyttää järjestelmää taudin patogeneesin tutkimiseen ja mahdollisten lääkkeiden testaamiseen.
Goldstein toivoo saavansa lopulta myös astrosyytit iPS-soluista. Mutta ”ihmisen sikiön astrosyytit, joita saamme tällä hetkellä, ovat kultainen standardi, jota käytämme ja tulemme käyttämään vertaillessamme astrosyyttejä, joita teemme erilaistamalla”, hän sanoo. Hän on myös käyttänyt abortoitujen sikiöiden aivoista peräisin olevia neuroneja verratakseen niitä iPS-soluista tehtyihin neuroneihin.4 ”Niin kauan kuin sikiökudosta on saatavilla, tämä on erittäin arvokasta käyttöä”, hän sanoo.
Muutama 23 NIH:n apurahoista, joissa käytetään sikiökudosta, liittyy silmien kehitykseen ja sairauksiin. Verkkokalvon pigmenttiepiteelin (RPE), silmän takaosassa olevan yksittäisen solukerroksen, vaurioituminen on avainasemassa useissa silmäsairauksissa, kuten iän aiheuttamassa makuladegeneraatiossa, joka on yleisin aikuisten sokeutumisen syy kehittyneissä maissa. 2000-luvulla kehitettiin keinoja luoda soluviljelmiä, joissa on sikiöiden silmistä leikattua RPE:tä, minkä ansiosta tutkijat voivat tutkia näiden solujen toimintaa maljalla. Vaikka jotkut tutkijat ovatkin kääntyneet kantasolujen puoleen RPE:n tuottamiseksi, Goldsteinin tavoin he käyttävät edelleen sikiökudosta normaalin kehityksen ja toiminnan vertailukohtana.
Goldstein suostui puhumaan Naturelle, koska ”jonkun on puhuttava vastuullisesti”, hän sanoo. Hän korosti, että hän ja hänen kollegansa pohtivat tarkkaan työnsä eettisyyttä. ”Emme ole tyytyväisiä siihen, miten materiaali tuli saataville, mutta emme haluaisi nähdä sen menevän hukkaan ja vain heitettävän pois.”
Sikiökudosta käytetään toisinaan kliiniseen työhön. Viime vuonna Marylandin Germantownissa sijaitseva Neuralstem-niminen yritys käynnisti yhteistyössä San Diegossa sijaitsevan Kalifornian yliopiston tutkijoiden kanssa kokeen, jossa sikiön selkäytimestä peräisin olevia kantasoluja istutettiin selkäydinvammojen hoitoon. Toukokuussa brittiläiset ja ruotsalaiset tutkijat käynnistivät tutkimuksen, jossa abortoiduista sikiöistä peräisin olevia dopaminergisiä hermosoluja siirretään Parkinsonin tautia sairastavien potilaiden aivoihin (ks. Nature 510,195-196; 2014). Sikiökudoksella tehtävä tutkimus on vähemmän kiistanalaista maissa, joissa abortti on laajemmin hyväksytty.
Epämiellyttävää katseltavaa
Planned Parenthoodin videot saivat jopa jotkut sikiökudostutkimuksen kannattajat tuntemaan olonsa epämukavaksi. Yhdellä videolla lääkäri Deborah Nucatola, ryhmän lääketieteellisten palveluiden vanhempi johtaja, kuvaa, kuinka hän murskaa sikiöitä keskeisten elinten ylä- ja alapuolelta säilyttääkseen ne ehjinä tutkimusta varten. Hän kuvailee myös sikiön kääntämistä perätilasynnytykseen, jotta pää voidaan synnyttää viimeisenä, kun kohdunkaula on enemmän laajentunut, jolloin aivot säilyvät.
Tämä herätti kysymyksen siitä, muuttavatko lääkärit aborttitekniikoita tutkimuspyyntöjen mukaisiksi, mikä rikkoo laajalti pidettyä tutkimuseettistä periaatetta. New Yorkin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan bioeetikko Arthur Caplan hylkää videot ”puhtaana politiikkana”, mutta osa kuvamateriaalista ”sai kulmakarvani kaartumaan”, hän sanoo. ”Et voi käyttää erilaista lähestymistapaa aborttiin yrittääksesi säilyttää jotain. Ne ovat yksinkertaisesti kiellettyjä.”
Planned Parenthoodin tiedottaja Amanda Harrington sanoo, että järjestön tiedossa ei ole tapauksia, joissa aborttimenetelmää olisi muutettu elinten säilyttämiseksi. Hän lisää kuitenkin, että ”jos pieniä muutoksia, joilla ei ole vaikutusta naisen terveyteen ja turvallisuuteen, tehdään, kun nainen on ilmaissut halunsa luovuttaa kudoksia, se on täysin asianmukaista, eettistä ja laillista”. Hän sanoo, että ”naisten terveys ja turvallisuus ovat aina etusijalla”.
Kysymys monille tiedemiehille on, mitä kiistasta seuraa. Coloradon ampumavälikohtausten jälkimainingeissa jotkut kongressin republikaanit perääntyivät aiemmista yrityksistä lakkauttaa Planned Parenthood -järjestön toiminta, ja presidentti Obaman odotetaan käyttävän veto-oikeuttaan mahdolliseen lakiesitykseen. Tämä tarkoittaa, että videoiden aiheuttamat pysyvät vahingot eivät ehkä lopulta kohdistu Planned Parenthoodin budjettiin vaan tieteeseen. Heinäkuun jälkeen Yhdysvaltain kongressissa on esitetty neljä lakiehdotusta, joilla tutkimus kriminalisoitaisiin tai muutoin rajoitettaisiin, ja lainsäätäjät ovat käynnistäneet samankaltaisia toimia kymmenissä osavaltioiden lainsäädäntöelimissä. (Missourissa, Arizonassa ja Pohjois-Dakotassa tutkimus on jo kielletty.)
Su tunsi tutkimuksensa ilmapiirin kylmenevän, kun 1. lokakuuta allekirjoitettiin uusi Pohjois-Carolinan laki, jonka mukaan sikiökudoksen myyminen millä tahansa summalla osavaltiossa on rikos. Su saa käyttämänsä kudoksen osavaltion ulkopuolelta, mutta uuden lain taustalla oleva viesti huolestuttaa häntä. ”Toivon, että tämä nykyinen kiista tai mahdolliset kongressin väliintulot eivät hidasta biolääketieteellistä tutkimusta”, hän sanoo. ”Hyöty on tässä suurempi kuin haitta.”
Kiista ”ehdottomasti vaarantaa sikiökudostutkimuksen”, Caplan sanoo. ”Nuoret tutkijat eivät todennäköisesti lähde alalle, jota repivät kiistat, jossa rahoitus on epävarmaa ja fyysiset uhat ovat todellinen mahdollisuus.”
Caplan sanoo, että voi syntyä rinnastuksia 2000-luvun alun tapahtumiin, jolloin ihmisen ES-solujen käytöstä yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa tuli poliittisesti jännitteistä. Silloin hyväksyttiin tiukat liittovaltion säädökset, jotka koskivat NIH:n rahoitusta tutkimukselle, mutta jotkut osavaltiot, kuten Kalifornia ja Massachusetts, reagoivat siihen antamalla silti rahaa tieteeseen.
”Jotta voisimme edetä, todellisuus on, että sikiökudostutkimusta ei tarvitse rahoittaa tai sallia kaikkialla”, Caplan sanoo. ”Sen on oltava sallittua jossakin.”
Tämä artikkeli on julkaistu ensimmäisen kerran 7. joulukuuta 2015.
Tämä artikkeli on julkaistu luvalla.