Solu on organismin perusyksikkö, josta kaikki kehon osat koostuvat. Siinä mielessä organismissa kaikki palautuu soluun. Olemme terveitä, kun solut toimivat normaalisti; sairastumme, kun solujen toimintaan tulee häiriö. Silti monisoluista elämää ei voi selittää pelkkien itsenäisten solujen avulla. Solut erikoistuvat elimissä tehtäviin, jotka edellyttävät yhteistyötä. Elimetkin toimivat yhteistyössä keskenään, jotta koko organismin tasapaino säilyy. Lääketiede on viime aikoina keskittynyt solujen toimintaan, mutta on tullut aika ottaa askel taaksepäin reduktionistisesta tutkimuksesta ja huomioitava enemmän kokonaisuuden toimintaa, jotta tieteessä päästään eteenpäin. Siddhartha Mukherjeen teos The Song of the Cell – An Exploration of Medicine and the New Human käsittelee näitä kysymyksiä.
Solun jakautumisen vaiheet on tunnettu jo pitkään, mutta vasta 1990-luvulla selvisi, mitkä proteiinit saavat solun siirtymään vaiheesta toiseen. Tämä saattaa vaikuttaa tekniseltä yksityiskohdalta, mutta sillä on ollut valtava vaikutus kaikkeen solubiologian ja lääketieteen tutkimukseen. Kun solun jakautumista voitiin ohjata, tutkijat pääsivät asettamaan aivan uusia tutkimuskysymyksiä. Mikä saa syöpäsolun jakautumaan ja voisiko sen estää jollain lääkkeellä? Mikä saa veren kantasolun jakautumaan ja tuottamaan kopion itsestään, ja mikä taas saa saman kantasolun tuottamaan erikoistuneen verisolun? Miten alkio kehittyy yhdestä solusta?
Vielä 1990-luvulla hyppäystä yksisoluisesta elämänmuodosta monisoluiseen pidettiin lähes ylittämättömänä kuiluna. Mikä sai evoluution saatossa yksisoluisen eliön luopumaan itsenäisyydestään ja suosimaan joukkuepeliä? Miksi meistä tuli meitä – siis monisoluisia organismeja? Sittemmin on löydetty merkkejä monisoluisuudesta jo 570 miljoonan vuoden takaa. Hämmästyttävintä kuitenkin on, että monisoluisia elämänmuotoja kehittyi useaan otteeseen toisistaan riippumatta. Evoluutio ei hypännyt kuilun yli vain kerran vaan uudestaan ja uudestaan – aivan kuin jonkin paineen pakottamana.
Minnesotan yliopistossa aloitettiin vuonna 2010 yksinkertainen koe. Kymmenessä pullossa viljeltiin hiivasieniä, joista yksinään viihtyvät jäivät kellumaan pinnalle ja toisiinsa takertuneet vajosivat pohjalle vetovoiman ansiosta. Tutkijat ottivat talteen kimput pohjalta ja jatkoivat niiden viljelyä uudessa pullossa. 60 kierroksen jälkeen pohjalla alkoi näkyä lumihiutaleen kaltaisia hiivarykelmiä, joihin äitisolut ja tytärsolut jäivät kiinni solujakautumisen jälkeen. Kun rykelmän koko ylitti tietyn rajan, se jakautui keskeltä kahtia. Keskiosan solut tekivät ohjelmoituneen solukuoleman muodostaen uurteen jakautumiskohtaan. Ne uhrautuivat kokonaisuuden hyväksi. Ehkä siirtymä monisoluisuuteen ei olekaan suuri mysteeri vaan niin hyödyllinen itseään kopioivalle solulle, että siihen kannattaa pyrkiä.
Alkeellisesta monisoluisuudesta on vielä pitkä matka erikoistuneisiin elimiin. Esimerkiksi ihmisen sydämen solut aloittavat koordinoidun yhteistyön jo noin kolme viikkoa raskauden alkamisesta ja jatkavat sitä keskeytyksettä kuolemaan saakka. Sydämen solut osaavat supistua ja rentoutua, mutta siitä on hyötyä vain jos ne kaikki toimivat samaan tahtiin. Siksi ne ovat yhteydessä toisiinsa pikkuruisten molekyylikanavien kautta. Tahdin lyömiseenkään ei tarvita ulkoisia ärsykkeitä, vaan sydämen omat hermosolujen kaltaiset solut tuottavat rytmikkäitä sähköisiä pulsseja.
Hermostossa huomio kiinnittyy usein hermosoluihin, mutta yhtä paljon on hermotukisoluja, gliasoluja. Jotkut niistä muodostavat rasvapitoista myeliinituppea hermosoluille samaan tapaan kuin sähköjohtimissa on muovinen eriste. Toiset niistä vaeltavat ja ahmivat jätteitä ja kuolleita soluja aivoista. Kolmannet toimittavat ravinteita tai siivoavat välittäjäaineita synapseista. Erityisen mielenkiintoisia ovat mikrogliat, jotka toimivat aivojen puutarhureina karsien ylimääräiset hermoyhteydet lapsuuden ja nuoruuden aikana. Vielä ei tiedetä, millä tavalla mikrogliat valitsevat karsittavat yhteydet. Joka tapauksessa ne, kuten muutkin gliasolut, ahertavat kokonaisuuden hyväksi.
Kantasolu on biologinen paradoksi. Sen kaksi funktiota näyttävät toisilleen vastakkaisilta. Se osaa tuottaa kopioita itsestään, siis uusia kantasoluja, mutta sen lisäksi se osaa tuottaa erikoistuneita soluja. Tämä tasapainottelu itsekkyyden ja epäitsekkyyden välillä on välttämätöntä elimistön uusiutumiskyvylle ja tasapainon säilymiselle monissa kudoksissa. Pitkään ajateltiin, että kantasolusta voi kyllä tulla erikoistunut solu, mutta muutos päinvastaiseen suuntaan on mahdotonta. Vuonna 2006 mahdottomasta tuli kuitenkin mahdollista, kun onnistuttiin tekemään keinotekoinen kantasolu. Piti vain saada neljä geeniä ilmaisemaan itseään ihosolussa.
Kantasoluja on löydetty monista elimistä. Veren kantasolujen jäljille päästiin Hiroshimaan vuonna 1945 pudotetun atomipommin jälkeen. Pieniä säteilyannoksia saaneille uhreille kehittyi luuydinvamma ja sitä seuraava krooninen anemia. Säteily ei tappanut verisoluja vaan niiden uusiutumiskyvyn. Jos maksa leikataan kahtia, jäljelle jääneet solut jakautuvat, kunnes elin on kasvanut lähes alkuperäiseen kokoonsa. Jos luu murtuu, luunmuodostajasolut tuottavat uutta luuta korjaten murtuman. Näiden prosessien takana ovat kantasolut. Sitten on myös sellaisia soluja, jotka eivät enää tuota uusia soluja tietyn kehitysvaiheen jälkeen. Tällaisia ovat aivojen ja selkäytimen hermosolut, samoin tietyt munuaisen solut.
Syöpäsolun jakautumista edistävä geneettinen ohjelma on jossain määrin samanlainen kuin kantasoluilla. Esimerkiksi leukemian laukaisevat geenit ovat osittain yhteisiä veren kantasolujen kanssa. Muuttuvatko kantasolut siis syöpäsoluiksi? Ainakin laboratoriossa tämä on osoitettu mahdolliseksi. Herää toinenkin kysymys: onko syövällä omat kantasoluvarastot? Tämä näyttää vaihtelevan syöpätyypistä toiseen. Leukemian kantasolut luuytimessä voivat saada taudin uusiutumaan tyhjästä. Ne ovat kuin rikkakasvin juuret, joista kasvi nousee aina uudestaan, ellei niitä poisteta kokonaan. Melanoomassa, iholla esiintyvässä syövässä, suurin osa syöpäsoluista kykenee jakautumaan nopeasti eikä erillisillä kantasoluilla näytä olevan roolia. Rintasyövässä ja aivokasvaimissa tilanne vaihtelee potilaasta toiseen.
hippuja ja säikeitä 