Stamceller med Nobelglans

Nu blir det kö hos Marek Łos

Upptäckten som belönas med årets Nobelpris i medicin, inducerade pluripotenta stamceller (iPS), är en god nyhet för alla som behöver byta ut ett trasigt organ. Snart köar andra forskare hos Marek Łos som framställer iPS-celler i sitt laboratorium vid Linköpings universitet. (2012-12-20)

I mitten på förra seklet blev transplantation av organ en realistisk möjlighet i sjukvården. Den första njuren transplanterades 1950 i USA.
Och när det här seklet var ungt kom nästa revolution. Vi behöver inte längre vara hänvisade till donerade organ utan kan tillverka nya, som de hornhinnor som för fem år sedan återskapades hos tio synskadade i Östergötland.

En vävnad kan liknas vid en vägg med tegelstenar och murbruk. Cellerna är tegelstenarna och matrixen runt omkring – eller ett konstgjort biomaterial – är murbruket. Det gäller att kunna utveckla rätt typ av celler för det organ som ska återskapas eller repareras. För den sakens skull behöver man stamceller.

När den första stora stamcellshajpen bröt ut var det mänskliga embryon som var målet. I människogrodden finns omogna celler som under utvecklingens gång specialiseras till alla olika celltyper i kroppen. Genom att skörda dem från embryon som blivit över vid provrörsbefruktning skulle man kunna återskapa vilka vävnader som helst. Men problemen radade snabbt upp sig.

För att försörja behoven skulle man få lov att framställa embryon bara för detta ändamål, vilket reser etiska frågeställningar. Cellerna kommer också att bli genetiskt annorlunda än mottagarens, vilket kräver att man trycker tillbaka immunförsvaret för att förhindra avstötning.

I USA gick frågan hela vägen till Vita Huset där president George W. Bush förbjöd all forskning på nyproducerade embryonala stamceller.

Men nu finns ett annat alternativ: iPS, inducerade pluripotenta stamceller. Upptäckten och utvecklingen av dessa belönas i dagarna med Nobelpriset i medicin/fysiologi.

Det delas av en åldrad engelsman och en medelålders japan som visat att vilken kroppscell som helst kan backas till sitt ursprung som stamcell.

– Skönheten med iPS är att man kan ta cellerna från samma person som ska få det nya organet. Alltså slipper man risk för avstötning. Samtidigt öppnas en källa för att testa nya läkemedel på labbproducerade vävnader, säger Marek Łos, professor i regenerativ medicin och Linköpings universitets ledande expert på området.

Britten John Gurdon upptäckte för ett halvsekel sedan att cellernas specialisering inte är oåterkallelig. När han bytte ut kärnan i äggcellen från en groda mot kärnan från en mogen, specialiserad tarmcell, kunde ägget ändå utvecklas till ett livskraftigt grodyngel. Experimentet visade att den specialiserade cellen fortfarande innehöll all genetisk information som behövdes för att bilda alla slags grodceller.

Mer än 40 år senare tog japanen Shinya Yamanaka nästa viktiga steg när han upptäckte att det går att backa den mogna cellen till ett ursprungligt stadium, den inducerade pluripotenta stamcellen. Vad som krävdes var en uppsättning transkriptionsfaktorer: proteiner som kontrollerar flödet av genetisk information från DNA till RNA.

Sedan kan dessa i sin tur styras till att ta skepnad av alla de olika celler som bygger upp kroppen.
Det finns dock vissa risker med alla stamceller. När det gäller iPS finns en liten risk för att gamla vilande viruspartiklar skulle kunna aktiveras och ta sig in i genomet.

– Den heliga graalen är att hitta en väg att undvika allt genetiskt material i reprogrammeringen, och bara använda proteiner.
Marek Łos rankar Gurdon-Yamanakas upptäckter till de senaste hundra årens allra främsta. Yamanakas del av Nobelpriset är också en av de ”snabbaste” – sex år efter den avgörande publikationen.

Marek Łos – med en bakgrund i Polen, Tyskland och Kanada – leder en forskargrupp som arbetar med iPS för att ta fram hornhinneceller, hudceller och hjärtmuskelceller till pågående projekt inom regenerativ medicin.

Reprogrammeringen av bindvävsceller tar tre–fyra veckor. Av 200 celler lyckas bara en nå målet som iPS. Därefter krävs speciella betingelser och tillväxtfaktorer för att på nytt vända utvecklingen i riktning mot den önskade celltypen.

– Nästa stora steg blir att utveckla en effektiv produktion, kanske med hjälp av proteiner eller nanopartiklar, säger Marek Łos .

Text: Åke Hjelm
Bild 1: Marek Łos omgiven av sin forskargrupp, från vänster Wiem Chaabane, doktorand från Tunisien, Jaganmohan Reddy Jangamreddy, doktorand från Indien, Mayur Vilas Jain, doktorand från Indien, Artur Cieślar-Pobuda, postdoktor från Polen och Caspar Bundgaard-Nielsen, masterstudent från Danmark. Foto Vibeke Mathiesen
Bild 2: Marek Łos och Artur Cieślar-Pobuda fryser ned cellodlingar i flytande kväve. Foto Vibeke Mathiesen
Bild 3: John Gurdon, nobelpristagare. Foto Nobelstiftelsen.
Bild 4: Shinya Yamanaka, nobelpristagare. Foto Nobelstiftelsen.

LiU Magasin 4-2012
2012-12-20