Stamceller: kroppens stamfar og medisinens fremtid, del 1

Tissue Engineering kan en dag produsere organer som kan kurere en rekke degenerative sykdommer, som diabetes og Parkinsons sykdom. En av de største barrierene for å oppnå dette er mangelen på celler som kontinuerlig deler seg og som danner grunnlaget for organ, – og vevstransplantasjon. Stamceller-som jeg skal beskrive i dette innlegget- har potensiale til å danne dette grunnlaget fordi de kan dele seg og bli hvilken som helst type celle i kroppen.

I dette innlegget skal jeg forklare deg hva en stamcelle er. I senere innlegg vil jeg fortelle deg hvilke muligheter som ligger i disse cellene og utfordre deg på de etiske og moralske hindrene som ruver over dette temaet.

Hva er en stamcelle?

Menneskekroppen består av 200 ulike typer celler. Stamcellene er celler som kan dele seg og gi opphav til alle cellen i kroppen; det kan være hjerneceller, hjerteceller eller muskelceller. Når en celle går fra å være uspesialisert til spesialisert, kalles dette i biologien for differensiering. En stamcellene er derfor en udifferensiert celle som, avhengig av hvilke signal den mottar, kan differensiere seg til en spesiell celle.

Det finnes ulike typer stamceller som er delt inn i ulike typer, avhengig av hvor allsidige de er.

  1. Multipotente stamceller kan gi opphav til flere enn èn type celler. Disse stamcellene kalles også voksne stamceller og finnes i organer som eksempelvis hjertet og kan dele seg og gi opphav til nye hjerteceller, dersom det oppstår skader på hjertet.
  2. Pluripotente stamceller er celler som kan dele seg og bli hvilken som helst celle i kroppen, bortsett fra cellene som utgjør morkaken
  3. Totipotente stamceller er de mest allsidige stamcellene og kan gi opphav til alle cellene i kroppen. Det er disse cellene som er embryoniske stamceller.

For å få en lettere oversikt er det alltid greit å begynne fra begynnelsen, som i dette tilfellet blir selveste befruktningen. Når egget befruktes settes celledelingen i gang og etter fire-fem dager dannes det som kalles en blastocyst. Blastocysten består av et ytre lag og en indre kjerne av omtrent 150 celler. Disse cellene er udifferensierte og danner grunnlaget for hele menneskekroppen. Disse cellene er derfor totipotente og er kanskje mest kjent som embryoniske stamceller.

Når et menneske er utviklet har det ingen embryonsike stamceller igjen, men har en mengde voksne stamceller. Disse cellene er til en viss grad differensierte og befinner seg i ulike typer kroppsvev. Disse cellene aktiveres og benyttes til reparasjon dersom det oppstår skader på vevet.

Som sagt er tissue engineering avhengig av celler som kan dele seg og gi opphav til nye cellekulturer -og vev. Desverre er det slik at voksne stamceller er sjeldne i de organene de befinner seg i og derfor er vanskelig å isolere. Samtidig har det også vist seg vanskelig å få disse cellene til å gro in vitro. Embryoniske stamceller derimot er enklere og gro in vitro(utenfor kroppen), men må isoleres fra blastocyster.  Forskere hypotetiserer med at organ laget av embryonsike stamceller kan gi ulike immunreaksjoner i motsetning til voksne stamceller. Dette er fordi voksne stamceller mest sannsynlig vil benyttes i autograf transplantasjon (donor og mottaker er samme person), mens embryoniske stamceller vil fungere i allograf transplantasjon (donor og mottaker er ikke samme person). Siden produkt fra embryoniske stamceller enda ikke er blitt transplantert er dette ikke blitt testet ut enda.

Før forskerne kommer så langt at de kan begynne å produsere organ og vev kreves det fremdeles storstilt forskning på hvordan embryoniske celler spesialiserer seg. En stor del av forskningen foregår foreløpig på ikke-humane stamceller som for eksempel mus.

Hva kan vi bruke stamcellene til?

Embryoniske stamceller er definitivt fremtiden, men la oss komme litt tillbake til nåtiden. I beinmargen befinner det seg to typer multipotente stamceller; de hematopoietiske (HESC) og de skeletale(SSC). De førstnevnte cellene danner blodcellene i kroppen mens de sistnevnte bygger opp skjelettet. Forskere har klart å differensiere HESC til både hjerteceller og leverceller og til og med epitele celler (hudceller). Jeg nevnte tidligere at et problem med voksne stamceller er at de er få og vanskelig å finne i store kvanta i kroppen, men disse lovende resultatene nominerer beinmargen som det sentrale organet for stamcellehøsting for autograf transplantasjon.

En annen kilde kan være navlestrengen. Når du blir født klippes navlestrengen av og kastes, men visste du at blodet i navlestrengen inneholder de samme stamcellene som du har i ryggmargen? Tenk hvis vi kunne fryst disse cellene og lagret dem i en bank og benyttet dem når vi trengte dem? Dette er praksis i land som for eksempel England, men er også mulig i dagens Norge. Hvorvidt dette er etisk forsvarlig eller ikke vil jeg komme tilbake til i senere innlegg, men kanskje du allerede nå tenker ditt?

Stamceller kan også benyttes i andre industrier enn vevsgenerering, blant annet den farmasøytiske. I den farmasøytiske industrien må medikamenter testes i flere runder og på flere nivå før det kan selges. En av de siste og mest avgjørende rundene er histologisk testing (testing på vevsprøver)og in vivo (i kroppen) testing i mennesker. Dersom det viser seg at medikamentet har uante bivirkninger som først kommer til syne i de sene stadiene, kan dette bety at mange års arbeid går tapt. Ved å bruke vev som har blitt grodd frem av stamceller, kan det utføres større sveip av potensielle medikamenter på et tidligere stadium, noe som vil senke kostnadene og kanskje enda viktigere; uten at dyr eller mennesker utsettes for unødvendig fare. Den farmasøytiske industrien kan også benytte seg av humane stamceller til å finne nye medisiner og samtidig identifisere kreftfremkallende midler. Dette vil muligens minske testing på forsøksdyr fordi cellekulturene vil bli mer avanserte.

 

Hva kan vi lære av stamcellene?

Stamcellene blir til spesialiserte celler ved at noen gener slås av mens andre gener slås på. Sykdommer som vi anser som svært alvorlige, som for eksempel kreft, visse fødselsskader og medfødte syndrom, skyldes feil i celledelingen og differensieringen. Dersom vi vet mer om hvordan cellene utvikler seg kan vi bruke dette til å finne ut hvordan alvorlige sykdommer oppstår og videre utvikle terapeutiske midler som kan bremse sykdomsforløpet.

Innenfor regenerativ medisin, det vil si medisin som har til hensikt å regenerere dødt eller skadet vev, gir embryonsike stamceller muligheten til å gro nye organer, celler og vev eller for direkte injekson i kroppen med eller uten et materiale(som jeg har gitt eksempel på her).Ved å finne ut mere om hvordan stamcellene deler seg kan vi lære hvordan de spesialiserer seg og eventuelt bruke dette til å dirigere celler mot en type vev som videre kan transplanteres. Selv om embryoniske stamceller er svært lovende, er det svært viktig at cellene er differensialisert før de transplanteres inn; udifferensierte celler kan potensielt utvikle seg til svulster.

I februar-innlegget vil jeg fokusere nærmere på de etiske dilemmaene ved bruk av stamceller, mens jeg i mars-innlegget kommer til å avsløre hvordan man kan ved en ny stamcelleteknikk unngå den største etiske motargumentet.