Soluviljely

Soluviljely tarkoittaa prokaryoottisten tai eukaryoottisten solujen kasvatusta hallituissa olosuhteissa. Soluviljelyn historian kehitys ja menetelmät ovat pitkälti olleet samankaltaisia kuin kudos- ja elinviljelyn.

Elävien solulinjojen erottaminen alkuperäisestä kudoslähteestään keksittiin 1800-luvulla, ja 1900-luvun puoleenväliin mennessä eläinsoluviljely alkoi olla jo yleinen laboratoriotekniikka.

Historia
1800-luvulla englantilainen fysiologi Sydney Ringer kehitti suolaliuoksia, joissa oli natrium-, kalium-, kalsium- ja magnesiumkloridia siinä määrin, että eläimen ruumiin ulkopuolella oleva sydän pystyi vielä sykkimään. Kudosviljely syntyi vuonna 1885, kun Wilhelm Roux poisti osan kanasikiön hermostolevyn ja piti sitä lämpimässä suolaliuoksessa muutaman vuorokauden. Ross Granville Harrison, joka työskenteli ensin Johns Hopkinsin yliopiston lääketieteellisessa tiedekunnassa ja sitten Yalen yliopistossa, julkaisi tutkimustensa tulokset vuosina 1907–1910 ja näin loi kudosviljelyn metodiikan.

Soluviljelytekniikat kehittyivät huomattavasti 1940–1950-luvuilla virologiatutkimusten tueksi. Virusten kasvattaminen soluviljelyissä on mahdollistanut niiden jalostamisen rokotteita varten. Jonas Salkin kehittämä poliorokote oli yksi ensimmäisistä sarjavalmisteisista tuotteista, joiden valmistuksessa käytettiin soluviljelytekniikkaa. Tutkijat John Franklin Enders, Thomas Huckle Weller ja Frederick Chapman Robbins kehittivät metodin, jonka avulla he kasvattivat poliovirusta apinan maksan soluviljelmässä. He voittivat työstä vuonna 1954 Nobelin lääketieteen palkinnon, ja Salk kehitti poliorokotteen.

Menetelmä 
Soluviljelyssä tutkija valmistelee tutkittavasta kudoksesta joko ohuita kudossuikaleita eli eksplantaatteja tai irrottaa kudoksesta yksittäisiä soluja. Yksikin solu saattaa riittää viljelmän tekoon. Soluviljelmän voi valmistaa niin eläin- kuin kasvisoluistakin. Kudossuikale tai yksittäiset solut asetetaan maljalle, jonka olosuhteet pyrkivät matkimaan kudosten ja solujen luonnollista elinympäristöä. On erityisen tärkeää, että elatusnesteen koostumus muistuttaa mahdollisimman läheisesti luonnollisen solunulkoisen nesteen koostumusta. Viljelmän ympäristön happi- ja hiilidioksipitoisuuksien, lämpötilan ja happamusasteen on pysyttävä koko viljelyn ajan samana. Monet solut tarvitsevat lisääntyäkseen myös kiinnitysalustan kasvatusmaljan pohjalle.

Soluviljelyn aikana kasvatettavat solut muodostavat solukon koko kasvutilaan. Kasvun pysäyttää solulle tyypillinen kasvun tiheysinhibitio. Solut eivät tavallisesti selviä viljelmässä kuin rajallisen ajan. Viljelmän eliniän ajan tutkijat voivat tehdä soluista uusia viljelmiä, tutkia solujen toimintaa viljelmässä ja manipuloida niitä: he voivat esimerkiksi ruiskuttaa soluihin vieraita yhdisteitä, muokata geenejä, poistaa tai siirtää soluelimiä toisiin soluihin tai aiheuttaa soluun virustartunta.

Lähteet
Health Protection Agency Culture Collections ECACC
MacLeod, R. A. F. et al. (1999): Widespread intraspecies cross-contamination of human tumour cell lines. International Journal of Cancer 83, sivut 555–563.
Masters, John R. (2002): HeLa cells 50 years on: the good, the bad and the ugly. Nature Reviews Cancer 2, sivut 315-319.

Viitteet

Aiheesta muualla 

Molekyylibiologiset tutkimusmenetelmät
Solubiologia