Hudceller kan bli hjerteceller

Hudceller kan tilbakestilles til å bli en celle som kan vokse og bli alle celletypene i kroppen: en supercelle. Denne bioteknologiske teknikken kalles for indusert pluripotensi hvor hudcellene nullstilles til en indusert pluripotent stamcelle. 

En pluri-hva-for-no?

Så, hva var det som var så spesielt med disse stamcellene igjen? Stamceller er celler som kan gi opphav til flere typer celler avhengige av hvilke kjemiske signaler de blir utsatt for. Et voksent menneske har flere lagre av stamceller, som i for eksempel hjertet og i ryggmargen.

Stamcellene i hjertet aktiveres når hjertet trenger å vokse, og stamcellene i ryggmargen deler seg og gir opphav til de røde blodcellene. Det er desverre slik at de lagrene vi har av stamceller i kroppen består av få celler som er vanskelig å isolere. Samtidig er det begrenset hvor mange typer celler de kan gi opphav til. For eksempel er det vanskelig hvis ikke umulig å endre en stamcelle tatt fra hjertet til å bli en nervecelle.

Noen stamceller, derimot, har større potensiale enn andre, men de finnes ikke i den voksne menneskekroppen. Da må vi gå helt ned til det tidlige embryoet, nærmere bestemt blastocysten. Blastocysten er betegnelsen på et befruktet egg i livmoren som er 3-5 dager gammelt. Den er rik på en type stamceller som kalles pluripotente stamceller eller humane embryoniske stamceller. Disse cellene utvikler seg til alle cellene i kroppen og er grunnlaget for et voksent menneske. De pluripotente stamcellene er svært interessante og verdifulle for bioteknologisk forskning fordi de kan potensielt dyrkes opp til organer som senere kan transplanteres til syke mennesker. Men, for å få tak i disse cellene må blastocysten fjernes fra livmoren, noe som resulterer i at et potensielt menneskeliv går tapt.

Induserte pluripotente stamceller

Induserte pluripotente stamceller (iPS) er celler som har blitt omdannet til stamceller fra en vanlig celle ved hjelp av bioteknologi.

Humane fibroblaster er kollagenproduserende. Kollagen er en viktig bestanddel i det ekstracellulære matrixet

Hva slags type celle en celle er, bestemmes av hvilke gener som er aktive i cellekjernen. Husk at alle cellene i kroppen (med unntak av kjønnscellene) har hele arvestoffet ditt inne i cellekjernen. Hudceller har de samme genene som for eksempel nerveceller, men hvilke gener som er aktive bestemmer funksjonen til cella. Ved å starte med en kroppscelle for deretter å “slå på” genene som definerer en pluripotent stamcelle kan man få en indusert pluripotent stamcelle. Denne kan videre differensieres (spesialiseres) til den cellen man ønsker å erstatte i kroppen, for eksempel en insulinproduserende celle eller en hjertecelle. I november 2007 ble humane fibroblaster omdannet til iPS ved hjelp av denne teknikken.

 

Som vist i figuren tas først noen celler ut av kroppen i det som kalles en biopsi. Disse cellene gros opp til en større cellekultur på laben. Cellene reprogrammeres til induserte pluripotente stamceller ved at noen gener “slås av” mens andre “slås på”. Dette kan blant annet skje ved hjelp av virus som penetrerer cellemembranen og som har med seg gener som er typiske for stamceller. Dette vil medføre at cellen forandrer hvilke gener som er aktive og cellen vil etterligne en pluripotent stamcelle. Det er også ønskelig at disse cellene kan fryses ned eller fortsette å vokse slik at pasienten har en kontinuerlig kilde av induserte stamceller. Da kan disse cellene på nytt differensieres til andre celletyper dersom en ny sykdom skulle dukke opp. Når nok iPS celler er grodd opp, differensieres de til de cellene man ønsker å putte inn i kroppen igjen. Det er da disse cellene som i figuren kalles terapeutiske celler. På denne måten har man økt mengden av en celletype i kroppen ved hjelp av kroppens egne celler.

Siden cellene kommer fra pasienten selv har pasienten og cellene det samme arvematerialet. Dette er logisk, men har store praktiske konsekvenser for pasienten. Kroppens immunforsvar er utviklet slik at det angriper fremmedlegemer i kroppen. Dette er i de fleste tilfellene bakterier. Desverre vil ikke immunforsvaret kunne skille mellom en bakterie og et nytt organ og vil derfor sette inn alle kreftene for å drepe fremmedlegemet. En person som mottar et organ fra en donor må derfor ta såkalte immunosuppressiva resten av livet for at kroppen ikke skal frastøte det nye organet. Immunosuppressiva svekker immunforsvaret noe som medfører at man er mer utsatt for andre infeksjoner. Dersom man derimot benytter kroppens egne celler til å lage et nytt organ eller vev vil immunforsvaret godta de terapeutiske cellene som kroppens egne og angriper dem ikke når de puttes inn i kroppen igjen. Dette medfører at pasienten ikke trenger å ta medisiner som nummer immunsystemet.

Desverre er det noen ulemper med denne teknikken. Dersom virus benyttes for å nullstille cellene kan dette medføre at kreftfremkallende gener (onkogener) aktiveres. Men, i februar 2008, annonserte forskere en ny teknikk som kunne fjerne onkogener i iPS noe som medfører et økt potensiale for bruk av iPS.

Er dette noe vi ønsker?

Med iPS kan man omgå debatten om det er etisk forsvarlig å fjerne et potensielt menneskeliv fra livmoren for å få tak i pluripotente stamceller. Men, det gjenstår mange års arbeid for å kartlegge de potensielle farene ved disse cellene. I mellomtiden tilbys det i dag lagring av celler fra navlestrengen, men det koster. Eksempelvis tar bedriften Cryo-Save  2230 EUR (17000NOK) for lagring og henting av disse cellene. Siden denne teknikken tilbys av et fåtall bedrifter er prisen enda høy, men etterhvert som teknologien utvikler seg vil også prisene dale og vil være et mer reelt tilbud til familier med mindre ressurser. Hvorvidt det er verdt pengene vil tiden vise.