Syöpä leviää, kun villiintyneet solut ottavat jalat alleen.





Kaikki ihmisruumiin solut polveutuvat elämänmuodoista, jotka polskivat satoja miljoonia vuosia sitten vapaina jossakin merenlahden lämpimässä pohjukassa tai mutaisessa rutakossa. Päästäkseen liikkeelle ne viuhtoivat vauhtia uintisiimoillaan tai liukuivat veden kalvolla hitaasti eteenpäin.

Kuin muistona tästä ajasta useimmat solutyyppimme ovat säilyttäneet liikkumiskykynsä. Kehossamme on itse asiassa käynnissä jatkuva liikenne, kun solumme kävelevät kohdekudoksiinsa: puolustussolut juoksevat kiinni taudinaiheuttajia, ja sidekudosta muodostavat solut liikennöivät haava- ja vauriopaikoille. Sikiöaikana tuo liikenne lähentelee metropolien mittoja, kun kantasolut liukuvat paikoilleen eri puolille kehoa ja alkavat rakentaa aivoja, sydäntä, maksaa ja elimistön kaikkia muita osia.




Syöpä poikiii etäpesäkkeitä, kun solut "kävelevät" kasvaimesta verisuonistoon. Päästäkseen pintakudok-sesta eli epiteelistä verisuoniin syöpäsolut liuottavat ensin reiän epiteelin tyvikalvon lävitse.

Tyvikalvon alapuolella on kollageenisäikeitä sisältävä "köysirata", jossa solut liukuvat säikeitä pitkin alas.
Kun syöpäsolut kohtaavat verisuonen, ne kasvattavat sen seinän läpi invadopodiksi kutsutun ulokkeen. Joissakin tapauksissa ne värväävät avukseen puolustussoluja, jotka polttavat suoneen reiän. Verenkierron mukana syöpäsolut pääsevät kauas alkuperäisestä kasvaimesta.


Lieron liikkein...

Kävelevät solut jaetaan karkeasti kahteen luokkaan: fibroblastisiin ja ameboideihin. Fibroblastisia soluja ovat esimerkiksi fibroblastit, sidekudosta muodostavat solut, jotka vastaavat haavojen umpeutumisesta. - Ne ovat melko hitaita ja etenevät lieromaisin liikkein, sanoo dosentti Johanna Ivaska, joka tutkii solujen kävelyä Turun yliopiston biotekniikan keskuksessa ja Turun VTT:ssä. Kun fibroblasti kurkottuu eteenpäin, koko solu venyy aivan ohueksi, ja kun se vetää "ruumiinsa" kokoon ja irrottaa häntänsä, se pullistuu taas normaalin muotoiseksi.

Vastaavaa venymistä ja pullistumista tapahtuu myös suuremmassa mitassa. Esimerkiksi alkionkehityksessä solut liikkuvat kohteisiinsa laajoina levyinä. Mikroskoopilla näkee, että tällainen levy käyttäytyy kuin yksi jättimäinen solu: levyn edetessä koko sen etupää venyy.

Fibroblasteilla on integriiniproteiineista koostuvat molekyylijalat. Niistä jopa jää jalanjälki sinne, missä solu on kävellyt, koska integriiniproteiineihin on kytkeytynyt entsyymejä, jotka pilkkovat solujen välistä ainetta. - Mikroskoopilla katsottuina fibroblastit muistuttavat pieniä jäänmurtajia: ne hajottavat tien itselleen ja jättävät jälkeensä vanan, sanoo Ivaska.


...tai ameban elkein

Ameboidit solut ovat fibroblasteja paljon mielikuvituksellisempia. Ne ovat yleensä pyöreitä mutta muuttavat muotoaan kuin ameba ja voivat puristaa itsensä pientenkin aukkojen lävitse. - Rajoittava tekijä on tuman koko, Ivaska kertoo. Jos tuma ei mahdu reiästä, aukko on solulle liian pieni.

Ameboideja soluja ovat muun muassa monet puolustussolut, jotka partioivat kudoksissa etsien bakteereja, viruksia ja muita mikrobeja. Vaikka puolustussoluilla on samanlaiset integriinijalat kuin fibroblasteilla, ne ovat varsin nopeita. - Ne pikemminkin liukuvat ja puikkelehtivat kuin kävelevät, Ivaska kuvailee.


Irtoava syöpäsolu saa jalat alleen

Syöpäsolut ovat monimuotoisia ja voivat liikkua sekä fibroblastisesti että amebamaisesti. Tutkijoilla on jopa viitteitä siitä, että sama syöpäsolu kykenisi joissakin tilanteissa vaihtamaan fibroblastisesta kävelystä amebamaiseen tai päinvastoin. - Syöpäsolut ovat kuitenkin puolustussoluihin verrattuina varsin hitaita, Ivaska sanoo.

Syövän leviämisen keskeisimpiä kysymyksiä on, miksi solut ylipäätään lähtevät kävelemään. Aluksi syöpäkasvaimen kaikki villisti jakautuvat solut pysyvätkin kiinni toisissaan ja muodostavat paikallisen kasvaimen.

- Niitä, kuten myös kaikkia terveitä soluja, sitoo toisiinsa e-kadheriiniksi kutsuttu proteiini, Ivaska selittää. Kun syöpäkasvain suurenee, e-kadheriinin määrä solujen pinnalla alkaa vähentyä. Siksi solujen ote toisistaan heikkenee ja osa niistä irtoaa.

Kun syöpäsolu on irtautunut, se muuttuu liikuntakykyiseksi. Tutkijat ovat kiinnittäneet erityisesti huomiota syöpäsolujen integriinijalkoihin siinä toivossa, että he löytäisivät keinon katkaista nuo jalat ja estää syövän leviämisen.

Integriinejä on kuitenkin yli kaksikymmentä erilaista, ja niillä on monia erilaisia tehtäviä. - Osa niistä estää solua liikkumasta, mutta osa auttaa sitä kävelemään, Ivaska sanoo. Kun syöpäsolu vapautuu, se käynnistää uuden geneettisen ohjelman, jonka seurauksena kävelevien integriinien määrä lisääntyy. Kun solu on saanut riittävän määrän käveleviä integriinijalkoja, se voi lähteä liikkeelle.


Puolustussolut hairahtuvat apureiksi

Suurin osa syövistä on peräisin pinta- eli epiteelikudoksesta: ihon tai limakalvojen pinnasta tai eri elinten ulko- ja sisäpinnoista. Siksi yksittäisillä syöpäsoluilla on pitkä matka verisuonistoon. Sitä ennen niiden on tunkeuduttava läpi epiteelin alla olevasta tiiviistä tyvikalvosta ja sotkuisesta kollageeniviidakosta. Kun reitti on raivattu, syöpäsolut aloittavat marssin kohti lähintä verisuonta. - Patologien ottamissa näytteissä on joskus havaittu, miten syöpäsolut etenevät jonossa kuin junanvaunut, Ivaska kertoo.

Viime vuosina tutkijat ovat saaneet viitteitä siitä, että syöpäsoluille tulee etäpesäkkeiden muodostamisessa yllättävää vetoapua puolustussoluilta - joiden pitäisi suojella meitä syövältä. Tämän havainnon jäljille on päästy muun muas¬sa tutkimalla syöpäsolujen reaktiota EGF-kasvutekijään.

EGF on yksi syöpätutkimuksen kiinnostavimmista molekyyleistä, sillä se piiskaa syöpäsolut kasvuun. Lisäksi se toimii vapaasti liikkuville syöpäsoluille kemiallisena kutsusignaalina, jota kohti ne kulkevat.

Kun tutkijat panivat ohueen neulaan syötiksi EGF:ää ja painoivat sen kasvaimeen, neulaan köpötteli odotetusti syöpäsoluja mutta myös runsaasti puolustussoluja. Tarkemmat tutkimukset osoittivat, että puolustussolut tuottivat EGF:ää. - Ei missään tapauksessa normaali tilanne, sanoo immunologian professori Olli Lassila Turun yliopistosta.

Tämän jälkeen on havaittu, että EGF:ää tuottavat puolustussolut kerääntyvät nimenomaan verisuonten lähelle. Paikalle kokoontuvat syöpäsolut taas tuottavat CSF-1-kasvutekijää, joka houkuttelee paikalle lisää puolustussoluja. Seuraa kiihtyvä kierre, jossa solut kutsuvat toisiaan yhä sankemmin joukoin. Puolustussolut ilmeisesti myös auttavat syöpäsoluja leviämään polttamalla verisuoniin syöpäsolujen mentäviä reikiä. Toistaiseksi ei tiedetä, mikä saa elimistön puolustajat hairahtumaan näin pahasti.


Jani Kaaro on vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Jos rehkiminen ei huvita, syy voi olla geeneissä.

Monia liikunta palkitsee hyvän olon tunteella, mutta kaikille palkintoa ei tule, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan. Olo saattaa olla hikilenkin jälkeen enemmän runneltu kuin rento.

”Osa suomalaisten liikkumattomuudesta saattaa selittyä negatiivisilla tuntemuksilla”, sanoo jutussa liikuntapsykologian professori Taru Lintunen Jyväskylän yliopistosta.

Ihmiseltä saattavat puuttua hyvät kokemukset ja liikunnallisen elämäntavan mallit.

Perimälläkin on sormensa pelissä. Naisilla jopa puolet liikuntanautinnon vaihtelusta selittyy geeneillä, miehillä kolmannes.

Näin osoittaa vuonna 2014 julkaistu suomalainen tutkimus, joka perkasi perintötekijöiden osuutta liikuntamotivaatioon.

Tarkkaa syytä eroihin ei tiedetä. Yksi ehdokkaista on aivojen dopamiinirata. Se palkitsee niin syömisestä, seksistä kuin liikunnasta.

Dopamiinikylpy tuottaa aivoissa huumaavan euforian. Tutkimusten mukaan järjestelmän häiriöt vähentävät koe-eläinten liikkumishaluja.

Viime kädessä geenit ohjaavat mielihyväkoneiston toimintaa. Dopamiinin valmistukseen tarvittavat geenit toimivat toisilla kenties vilkkaammin. Erityisesti naisilla on liikuntamielihyvän kokemisessa geneettistä vaihtelua.

Yksilöiden erot ulottuvat laajemmallekin. Kaikki eivät saa liikunnasta yhtä paljon hyötyä – ainakaan heti.

Sama harjoittelu saattaa vaikuttaa ihmisiin eri tavoin. Yhden kunto kasvaa kohisten, mutta toinen ei saa tuloksia, vaikka kuinka rehkisi. Tutkijat puhuvat yksilöllisestä vasteesta.

Kuitenkin vaikka oma elimistö tuntuisi olevan immuuni liikunnalle, se voi olla vain harhaa. Tutkimuksissa tuijotetaan usein suorituskykyyn ja lihasvoimaan. Ne eivät ehkä hetkahda pienestä rasituksesta, mutta veren rasva- ja sokeriarvot saattavat parantua merkittävästi. Siksi liikuntaa voi suositella kaikille.

Kysely

Onko liikunta tuskien tie?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.