Blodstamceller (hæmatopoietiske stamceller) kan blive til alle blodets mange forskellige celler.
Derfor vil forskere meget gerne kunne lave blodstamceller i et reagensglas, da det vil betyde, at man potentielt kan kurere alle former for blodsygdomme.
\ Historien kort
- Forskere har for første gang lavet blodstamceller i et laboratorium.
- Blodstamceller kan potentielt kurere alle former for blodsygdomme.
- Dansk forsker kalder det et godt skridt på vejen, men påpeger også to væsentlige kritikpunkter.
Det drejer sig blandt andet om leukæmi, blødersygdom og seglcelleanæmi, der er en medfødt sygdom, som giver lav blodprocent, svimmelhed og træthed.
Denne hellige gral inden for stamcelleforskning har undveget forskere i årtier, men nu har to amerikanske forskergrupper endelig opnået et gennembrud.
»Vi er pirrende tæt på at kunne lave rigtige blodstamceller i en skål. Vores forskning åbner for at kunne kurere mange blodsygdomme ved genetisk at reparere patienters blodstamceller og få dem til at lave funktionelle blodceller,« fortæller en af forskerne bag det ene af de to nye studier, seniorforsker George Daley, der er dekan ved Harvard Medical School, i en pressemeddelelse.
Professor Shahin Rafii fra Genetic Medicine ved Weill Cornell Medical College i New York står bag det andet studie.
Forskningsresultaterne er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature. Du kan finde dem her og her.
Et godt skridt på en lang vej
De nye forskningsresultater er to meget vigtige skridt på vejen mod et gennembrud i kampen mod blodsygdomme, mener professor Bo Torben Porse fra Finsenslaboratoriet på Rigshospitalet, DanStem, BRIC og Institut for Klinisk Medicin på Københavns Universitet.
»Det er første gang, at man formår at få lavet blodstamceller i laboratoriet. Kan vi komme dertil, hvor vi kan lave blodstamceller i massevis og transplantere dem ind i patienter, kan vi potentielt kurere en masse sygdomme. Der er bestemt potentiale i at gå den vej, som de to studier viser. Vi vil meget gerne komme dertil, hvor vi kan lave blodstamceller og bruge dem til alt muligt,« siger han.
Bo Torben Porse har ikke deltaget i nogle af de to studier, men han har læst dem, og selvom han mener, at laboratoriefremstillede blodstamceller er et vigtigt skridt på vejen, pointerer han, at der dog er et godt stykke igen til klinisk behandling af mennesker
Den danske forsker har nogle kritikpunkter til hvert af de to studier, men dem vender vi tilbage til.
Gennembrud er en 'game-changer'
Det store potentiale i blodstamceller består i, at de kan blive til alle former for blodceller.
Det vil sige, at de kan dele sig og blive til blandt andet røde blodlegemer, blodplader og hvide blodlegemer, herunder immunforsvarsceller.
Lider man af en blodsygdom, ligger problemet ofte i en af disse typer celler.
- Det kan eksempelvis dreje sig om autoimmune sygdomme, hvor immunforsvarets celler angriber kroppens egne celler.
- Eller det kan dreje sig om genetiske defekter i de røde blodlegemer, som man eksempelvis ser ved seglcelleanæmi.
- Det kan også dreje sig om blødersygdom, hvor blodpladerne ikke fungerer, som de skal, og man derfor meget let kan få fatale blødninger.
Ved at kunne lave blodstamceller i laboratoriet kan forskere nu få et bedre indblik i, hvad der sker i blodet, når sygdommene opstår.
»Det her er et ’game-changing’ gennembrud, der bringer os tættere på ikke blot at kunne kurere blodsygdomme, men også forstå den komplekse biologi, der ligger bag stamcellers evne til hele tiden at forny sig selv,« fortæller Shahin Raffi i en pressemeddelelse fra Weill Cornell Medicine.
Mus kan ikke sammenlignes med mennesker
Der kommer dog til at gå noget tid, før mennesker kan få gavn af de nye opdagelser, og det skyldes ifølge Bo Torben Porse, at begge studier har nogle mangler, som gør, at der stadig er et stykke vej til kliniske forsøg på mennesker.
1. Shahin Rafiis studie er eksempelvis lavet på museceller
»Derfor får man svært ved umiddelbart at overføre protokollen til at lave blodstamceller til mennesker. Havde de lavet det her på menneskeceller, kunne vi potentielt have gjort det med det samme, men det har de ikke. Men de har lavet et godt system til at tage det næste skridt. Og så er det første gang, at man har lavet helt rene blodstamceller, så jeg synes, det virker lovende,« siger Bo Torben Porse.
2. Bo Torben Porse er ikke sikker på, at cellerne i George Daleys studie er lige så ’rene’, som de er i Shahin Rafiis
»Denne forskergruppe arbejder meget terapeutisk og arbejder udelukkende på noget, som kan bruges i mennesker over tid. Det løser en masse etiske problemer, at de arbejder med menneskeceller. Men deres stamceller er ikke helt ækvivalente til blodstamceller, men i stedet en mellemting mellem endotheliale celler og stamceller. Derfor er de heller ikke helt klar til at blive afprøvet i mennesker endnu,« siger Bo Torben Porse.
CRISPR kan rette fejl i arvemateriale
Dog åbner de nye forskningsresultater ifølge George Daley op for, at forskere ikke bare kan studere sygdommene, men at læger også på sigt kan kurere dem ved at bruge patienters egne celler til at lave blodstamceller uden genetiske defekter.
Man kan eksempelvis forestille sig, at en person, som lider af en genetisk blodsygdom, får taget nogle celler ud af kroppen, som man laver blodstamceller ud af.
Forskerne kan eksempelvis bruge genværktøjer som CRISPR til at rette på eventuelle fejl i blodstamcellernes arvemateriale.
Når blodstamcellerne er rettet, kan læger transplantere dem ind i rygmarven på patienterne, hvor blodstamcellerne deler sig og danner sunde og raske versioner af alle blodets celletyper.
På den måde kan en genetisk blodsygdom potentielt kureres.
»Det giver os også muligheden for at lave uendelige mængder blodstamceller og blod, der kan komme patienter, som har brug for blodtransfusioner, til gode,« siger George Daley.
\ Kilder
- George Daley (Harvard Medical School)
- Shahin Rafii (Weill Cornell Medical College)
- Bo Torben Porse (KU)
- Haematopoietic stem and progenitor cells from human pluripotent stem cells, Nature (2017), doi:10.1038/nature22370
- Conversion of adult endothelium to immunocompetent haematopoietic stem cells, Nature (2017), doi:10.1038/nature22326
\ Laver blodstamceller af andre typer celler
I de to nye forskningsgennembrud er forskerne for første gang lykkedes med at danne blodstamceller fra andre celletyper.
Blodstamceller deler sig hele tiden, og når de først er blevet til andre celletyper, kan man ikke få dem til at gå tilbage og blive til stamceller igen.
Det vil sige, at de heller ikke længere har potentialet til at blive til alle blodcelletyper.
Forskerne kiggede derfor den anden vej i blodstamcellernes udvikling for at finde mere uddifferentierede celler, som kunne udvikle sig til at blive til blodstamceller. Det er dog aldrig lykkedes forskere at presse andre celletyper til at blive til blodstamceller – før nu.
I George Daleys forsøg brugte forskerne såkaldte humane pluripotente stamceller – en celletype, der kan blive til alle former for celler, herunder celler som senere kan blive til blodstamceller.
I Shahin Rafiis studie har forskerne lavet blodstamceller fra endotheliale stamceller fra mus. Endotheliale stamceller er en stamcelletype, som bliver dannet i fosterudviklingen, og som senere kan udvikle sig til at blive til blodstamceller.
Shahin Rafii tog cellerne fra indersiden af en museblodåre.
Fælles for de to studier er, at George Daley i sit forsøg fik de humane pluripotente stamceller til at blive til netop endotheliale stamceller.
Aktiverede gener med virus
Efterfølgende aktiverede begge forskerhold forskellige gener i de endotheliale stamceller for at få dem til at blive til blodstamceller.
For at forskellige typer stamceller skal kunne blive til andre celletyper, skal de have at vide, hvad de skal blive til, og det bestemmer forskellige gener.
Det vil eksempelvis sige, at forskellige gener skal aktiveres, for at blodstamceller bliver til et røde blodlegemer, blodplader eller hvide blodlegemer.
Ved at bruge små stykker arvemateriale med så eksotiske navne som RUNX1, ERG, LCOR, HOXA5 og HOXA9 fik forskerne de endotheliale stamceller til at blive til blodstamceller.
Forskerne aktiverede generne med de såkaldte transkriptionsfaktorer, der binder til og aktiverer specifikke gener. Transkriptionsfaktorerne fik forskerne ind i stamcellerne ved at lade en virus overføre dem.
»Identifikationen af disse faktorer kan være vigtig for at afsløre hemmelighederne bag stamcellers evne til at leve så længe, som de gør, og øge potentialet i stamcelleterapi i en klinisk situation,« siger Shahin Rafii.
Blev modnet i mus' knoglemarv
Efter forskerne havde aktiveret generne, delte de endotheliale stamceller sig og blev til umodne blodstamceller, som først skulle modnes, før de kunne dele sig og blive til alle celletyperne i blodet.
I George Daleys studie opnåede forskerne dette ved at transplantere de umodne blodstamceller ind i knoglemarven på voksne mus.
Her fik cellerne de stimuli, som de skulle bruge for at modnes.
I Shahin Rafiis studie overførte forskerne de umodne blodstamceller til et lag af celler fra en navlestreng, som frigjorde nogle indtil videre uidentificerede signalmolekyler, der fik blodstamcellerne til at modnes.
For begge studiers vedkommende transplanterede forskerne efterfølgende de dannede blodstamceller ind i mus og fik dem til at dele sig og blive til mange forskellige typer celler i både blodet og rygmarven.
Det er det første skridt på vejen til også at kunne gøre det med mennesker en dag.
»Vi er nu i stand til at lave mus med blod som mennesker. Det er et kæmpe fremskridt i forhold til at studere humane blodsygdomme og på sigt kurere dem,« siger George Daley.
