Rasvakudos on monikykyisten kantasolujen ehtymätön lähde. Rasvakudoksen kantasoluilla on erinomainen kyky jakautua ja erilaistua usean eri solutyypin suuntaan. Ne eivät myöskään aiheuta voimakasta immunologista vastetta, vaan niillä on kyky säädellä elimistön immunologisia reaktioita. Edellä mainitut ominaisuudet tekevät rasvakudoksen kantasoluista lupaavan vaihtoehdon erilaisiin kliinisiin sovelluksiin uudistavan lääketieteen alalla sekä immuunipuolustuksen säätelyä vaativiin hoitoihin. Kantasoluhoitoihin tarvittavat solumäärät ovat kuitenkin usein suuria, joten solujen määrää tulee lisätä laboratorio-olosuhteissa tehokkaan hoitovasteen aikaansaamiseksi. Perinteiset laboratoriossa käytettävät soluviljelytekniikat hyväksikäyttävät eläinperäisiä ainesosia, joita ei suositella kliiniseen käyttöön mahdollisten turvallisuusriskien, kuten allergisten reaktioiden tai hyljinnän takia. Tästä syystä täysin seerumittomat ja eläinperäisistä aineista vapaat reagenssit ovat toivottuja ja niillä voidaan parantaa rasvakudoksen kantasolujen turvallisuutta ja laatua kliinisiä soluhoitoja ajatellen.

Tässä väitöskirjatyössä kehitettiin seerumittomat ja eläinperäisistä aineista vapaat soluviljelymenetelmät rasvakudoksen kantasolujen laboratoriossa tapahtuvaan eristykseen ja kasvatukseen. Solujen perusominaisuudet, kuten immunofenotyyppi, jakautumiskyky ja erilaistuspotentiaali arvioitiin seerumittomissa ja eläinperäisistä aineista vapaissa kasvatusolosuhteissa ja niitä verrattiin ihmisen seerumia sekä naudan seerumia sisältäviin olosuhteisiin. Lisäksi tutkittiin viljelymediumin makromolekulaarisen täytön eli Ficollin lisäyksen vaikutusta soluihin ja kykyä tukea solujen luonnollista mikrotason elinympäristön tuottoa laboratorio-olosuhteissa. Ficollin lisäyksen vaikutusta rasvakudoksen kantasolujen ominaisuuksiin tutkittiin kolmessa yllämainitussa kasvatusolosuhteessa. Lisäksi rasvakudoksen kantasolujen immunogeenisyys, kyky estää immuunivasteen muodostusta sekä signaaliproteiini-eritys määritettiin käyttäen lymfosyyttien yhteisviljelmiä kolmessa yllämainitussa laboratorio-olosuhteessa. Lopuksi tutkittiin bioaktiivisen lasin sekä β-trikalsiumfosfaatin sekä luun morfogeneettisten proteiinien (BMP) vaikutusta rasvakudoksen kantasolujen luuerilaistuskykyyn ihmisen seerumia sisältävässä kasvatusliuoksessa.

Tulokset osoittivat, että seerumittomissa ja eläinperäisitä aineista vapaissa viljelyolosuhteissa rasvakudoksen kantasolut jakautuivat merkittävästi nopeammin verrattuna viljelyliuoksiin, jotka sisälsivät ihmisen tai naudan seerumia. Soluille ominainen immunofenotyyppi sekä solujen monikykyinen erilaistumispotentiaali säilyivät kaikissa kolmessa viljelyolosuhteessa. Ficollin lisääminen kasvatusliuokseen ei tukenut solujen jakautumista, mutta solujen erilaistuskyky rasva- ja luusolujen suuntaan oli tehokasta seerumia sisältävissä viljelyolosuhteissa Ficollin lisäyksen jälkeen. Menetelmä ei kuitenkaan soveltunut seerumittomiin olosuhteisiin, sillä rasvakudoksen kantasolujen elinkyky heikentyi merkittävästi Ficollin vaikutuksesta. Rasvakudoksen kantasolut eivät aiheuttaneet voimakasta immunologista vastetta missään tutkitussa olosuhteessa. Solujen kyky estää immuunivasteen muodostumista oli voimakkain naudan seerumia sisältävässä olosuhteessa, mutta suuremmilla kantasolumäärillä estävä vaikutus voitiin nähdä myös muissa tutkituissa olosuhteissa. Luun morfogeneettiset proteiinit vähensivät rasvakudoksen kantasolujen määrää ja luuerilaistuskykyä molempien biomateriaalien kanssa. Rasvakudoksen kantasolujen luuerilaistuskyky oli tehokkainta, kun niitä viljeltiin bioaktiivisella lasilla ilman osteogeenisiä suplementteja.

Tämä väitöstutkimus osoitti, että uudet seerumittomat ja eläinperäisistä aineista vapaat viljelyolosuhteet pitävät yllä rasvakudoksen kantasolujen perusominaisuuksia ja kyseisillä olosuhteissa voi olla edellytyksiä myös kliiniseen käyttöön. Rasvakudoksen kantasolujen huolellinen karakterisointi erilaisissa viljelyolosuhteissa, immunologisten omaisuuksien arviointi sekä solujen käyttäytymisen tutkiminen kliinisessä käytössä olevien biomateriaalien kanssa ovat ensiarvoisen tärkeitä soluterapioiden positiivisen kehityksen kannalta. Uudet tutkimustulokset rasvakudoksen kantasolujen ominaisuuksista tarjoavat työkaluja myös kantasoluhoitojen regulaatioon. Lisää solujen turvallisuutta ja tehokkuutta arvioivia prekliinisiä tutkimuksia kuitenkin tarvitaan ennen siirtymää kliinisiin soluhoitoihin.