Stamceller

Stamceller er en unik type celler som er ansvarlige for reparasjon av skade og vedlikehold av vev i kroppen vår. Forskere håper at stamcellene kan brukes til å kurere stadig flere sykdommer og til å lage nye organer. Men forskning på slike celler har vært omstridt i flere tiår.

 

Hvert sekund dør mange tusen celler i kroppen vår. I en frisk kropp blir disse umiddelbart erstattet med nye celler. Det er stamceller som produserer alle disse nye cellene. Stamcellene er opphavet til alle spesialiserte kroppsceller, som muskel-, blod-, hud-, tarm- og nerveceller, og de er ansvarlige for å reparere skader i kroppen og for å vedlikeholde organene våre (les mer om cellens funksjon på temasiden om arv og genetikk). Stamceller har en unik evne til å dele seg uendelig mange ganger uten å eldes, i motsetning til mer spesialiserte celler.

Stamcellene ligger som oftest i dvale og deler seg bare en sjelden gang, kanskje bare én gang i måneden. Når en stamcelle deler seg, kan det bli dannet to nye, like stamceller. Det kan også bli dannet én ny stamcelle og én «vanlig» celle, som deretter igjen deler seg videre om og om igjen slik at det kan bli dannet tusenvis av spesialiserte celler fra én og samme stamcelle. Disse cellene har mistet noen av stamcellens egenskaper på veien og har ikke «evig liv» slik som stamcellene.

Det finnes flere typer stamceller, blant annet embryonale stamceller som bare eksisterer tidlig i fosterutviklingen, og flere typer voksne (adulte) stamceller som finnes i forskjellig vev.

 

Innledning

Embryonale stamceller er svært godt egnet for forskning. De kan dyrkes i en skål på laboratoriet i årevis uten at de begynner å utvikle seg til mer spesialiserte celler. I tillegg finnes det gode metoder for å få dem til å utvikle seg til andre typer celler, som nerveceller og hjerneceller. Siden stamceller har mulighet til å utvikle seg til hvilken som helst av kroppens celler, arbeider mange forskere med å utvikle behandlinger hvor celler som er ødelagt av sykdom eller ulykker, kan erstattes ved hjelp av stamceller. For eksempel håper man på at pasienter med diabetes kan få nye celler som produserer insulin.

Man prøver også å lage nye organer og kroppsdeler, som hud og beinbiter, med stamceller. Slik kan vi få mulighet til å behandle sykdommer og tilstander som det i dag ikke finnes behandlingsmetoder for, eller sykdommer der vi bare kan tilby begrenset behandling eller lindring av smerter og symptomer. Men det er viktig å være klar over at veien fra forskningslaboratoriene til behandling av pasienter er lang og vanskelig.

Stamcelleforskning har vært omdiskutert fordi en del forskere bruker stamceller fra befruktede egg – det som kalles embryonale stamceller. Disse befruktede eggene kunne teoretisk sett blitt til barn, og noen mener derfor det er uetisk å bruke dem til forskning.

 

Hvilke stamceller finnes?

Illustrasjonsfoto av øye.

En av kroppsdelene forskere forsøker å dyrke ved hjelp av stamceller, er øyets hornhinne. Det er i dag mangel på hornhinner til transplantasjon for pasienter som risikerer å tape synet.

Det finnes stamceller alle steder hvor det dannes nye celler. Det betyr at stamceller eksisterer i alle stadier i menneskets utvikling og i alle vev (se figur under). Stamcellene har imidlertid litt ulike egenskaper avhengig av hvor de befinner seg.

 

1) Embryonale stamceller
Embryonale stamceller dannes fem–seks dager etter befruktning og er såkalt pluripotente. Pluripotente stamceller er de mest kraftfulle stamcellene, og kan bli til alle de cirka 220 celletypene som finnes i et menneske. Embryonale stamceller er de stamcellene som brukes mest til forskning, fordi de er lette å dyrke i laboratoriet, og man kan produsere ubegrensede mengder av dem. I tillegg er det etablert metoder for å produsere blant annet blodårer og blod-, hud-, lever-, nerve- og hjertemuskelceller fra embryonale stamceller i laboratoriet. Ett problem ved bruk av embryonale stamceller i mennesker er imidlertid at mottakerens immunsystem kan avvise cellene siden de ikke kommer fra pasientens egen kropp.

De embryonale stamcellene hentes ut fra det befruktede egget på blastocyststadiet, fem eller seks dager etter befruktning. Blastocysten er som en hul ball (se figur), og inne i ballen finnes noen få stamceller som vil produsere alle cellene som til slutt blir til det nye individet. Gjennombruddet for forskning på pluripotente stamceller kom i 1998. Da ble det for første gang isolert pluripotente stamceller fra blastocyster som stammet fra befruktede egg fra mennesker. Det var egg som var til overs etter assistert befruktning. Oppdagelsen førte til stor optimisme i forskningsmiljøene, men også mye debatt i media rundt de moralske og etiske følgene av å bruke embryonale stamceller.

I noen land, som i Norge og USA, kan personer som får assistert befruktning, donere overskuddsembryoer til forskning, som et alternativ til at de blir kastet. Mange godtar at forskere tar ut og forsker på stamceller fra slike embryoer, siden embryoene likevel skal destrueres. Imidlertid blir embryoene ødelagt når stamcellene tas ut, og noen mener at det er feil å ødelegge liv for å få celler til forskning – uavhengig av hva som ellers ville skjedd med embryoene.

 

2) Voksne stamceller
Stamceller som finnes i vev hos mennesker etter at de er født, kalles voksne (adulte) eller multipotente stamceller og kan bare utvikle seg til et begrenset antall andre typer celler. Voksne stamceller finnes i veldig små mengder i hver vevstype. I beinmargen er for eksempel bare 1 av 10 000 beinmargceller en stamcelle, og antallet minsker med alderen. Man tenker seg at stamcellene i voksent vev aktiveres ved skade eller sykdom. Tidligere trodde man at voksne stamceller bare kunne lage én type celler, men det har vist seg at de har et større potensial. For eksempel kan stamceller i hjernen også lage blodceller.

Det har vært forsket på voksne stamceller fra mennesker og dyr i over 50 år, og stamcellene har vært brukt i kreftbehandling i flere tiår. Beinmargen var et av de første organene man observerte voksne stamceller i, og beinmargstransplantasjon er etablert behandling for forskjellige typer kreft, blant annet leukemi (les mer under fanen fordypningsstoff). Bruk av voksne stamceller er ikke etisk omstridt, men til gjengjeld har disse cellene altså ikke like stort potensiale for ulike typer bruk som pluripotente stamceller. I tillegg er det vanskelig både å isolere og dyrke voksne stamceller i laboratoriet. På grunn av dette har stamcelleterapi med voksne stamceller blant annet for hjerteinfarkt og diabetes så langt vært mislykket.

 

3) Stamceller fra navlestrengsblod
Ved fødselen inneholder navlestrengen og morkaken blod fra fosteret. Dette blodet har høy konsentrasjon av multipotente stamceller. De fleste stamcellene i navlestrengen er av samme type som dem vi finner i beinmargen til fødte mennesker.

Antall stamceller som kan isoleres fra én navlestreng/morkake, regnes i dag som for få til å kunne behandle voksne mennesker. Det forskes imidlertid på ulike måter å få flere stamceller på, slik at også voksne kan behandles. I flere land, for eksempel USA og Sverige, er det opprettet blodbanker hvor foreldre kan lagre navlestrengsblod til eventuell fremtidig behandling av barnet sitt. Det er også mulig å gjøre i Norge, men kostnadene er store og mange er usikre på nytteverdien.

 

4) Stamceller fra aborterte fostre
Fostre inneholder både de stamcelletypene som finnes i fødte mennesker, og de som finnes i blastocyster. Fostre er ikke så mye brukt i forskning, blant annet fordi embryonale stamceller er lettere å dyrke i laboratoriet.

 

Fremstilling og bruk av embryonale stamceller

Fremstilling og bruk av embryonale stamceller. (Foto: iStock/Illustrasjon: Elisabeth Larsen, Bioteknologirådet.)

 

Induserte pluripotente stamceller

På grunn av de etisk vanskelige sidene ved å bruke stamceller fra embryoer har forskere forsøkt å finne alternative måter å lage pluripotente stamceller på. I 2006 ble en hel forskningsverden overrasket over hvor enkelt det var. En japansk forskningsgruppe klarte å reprogrammere vanlige celler fra mus til å bli pluripotente stamceller i laboratoriet.

Året etter laget forskerne i Japan pluripotente stamceller fra mennesker. De skar ut en hudbit fra ansiktet til en 36 år gammel kvinne og lot hudcellene gro i en skål. Forskerne brukte virus til å sette inn fire ulike gener i cellene og lot cellene vokse videre ved en temperatur på 37 grader. Forskerne hadde vist tidligere at de fire genene er helt sentrale i embryonale stamceller. I løpet av tre uker ble klokken skrudd tilbake i hudcellene, slik at de igjen ble uspesialiserte stamceller, slik de hadde vært på fosterstadiet for nesten 37 år siden. De tilførte genene fikk DNA-et til å åpne seg og slo på gener som er aktive i stamceller. Stamceller som lages på denne måten, kalles induserte pluripotente stamceller (forkortes ofte til iPS-celler). Shinya Yamanaka, som ledet den japanske forskningsgruppen, fikk Nobelprisen i medisin i 2012 for oppdagelsen.

I 2009 ble Tiny født, den første museungen som er laget av en reprogrammert hudcelle. Dermed var det bevist at Yamanakas omprogrammerte hudceller er pluripotente og virker som embryonale stamceller.

De omprogrammerte cellene har en fordel i forhold til embryonale stamceller ved at de kan hentes fra pasientens egne celler og derfor ikke vil avstøtes av pasientens immunforsvar. På denne måten slipper pasientene livslang bruk av immundempende medikamenter. Det er høye forventninger til at induserte pluripotente stamceller kan brukes som medisinsk behandling på mennesker, men først må det dokumenteres at det er trygt å bruke dem.

Induserte pluripotente stamceller

I midten av bildet ser vi en ansamling induserte pluripotente stamceller (iPS-celler), dyrket frem fra hudceller. Dette er de første iPS-cellene som ble laget av menneskeceller, arbeidet ble publisert av en japansk forskergruppe i 2007. (Foto: AFP/Scanpix.)

Ingen vet nøyaktig hva som skjer med hudcellene når de omdannes til å bli stamceller. I forsøk med dyr har det vist seg at slike omprogrammerte celler kan gi opphav til kreft. En mulig årsak er at viruset som transporterer de fire genene inn i hudcellen, kan bli satt inn på et tilfeldig sted i genomet og dermed ødelegge andre gener som beskytter mot kreft. Det gjenstår derfor mye forskning før man trygt kan bruke omprogrammerte celler i behandling av pasienter. Senere har man imidlertid klart å lage induserte pluripotente stamceller uten å bruke virus, noe som kan redusere risikoen for utvikling av kreft.

Det har blitt laget induserte pluripotente stamceller fra pasienter med en rekke ulike sykdommer, blant annet Parkinsons sykdom, diabetes og Huntingtons sykdom. Én hudbit er tatt fra en tre måneder gammel baby, mens en annen er tatt fra en eldre mann på 78 år. Dette viser at det er mulig å omprogrammere hudceller fra pasienter uavhengig av alder. Et fellestrekk for alle sykdommene er at det for øyeblikket er lite kunnskap om underliggende mekanismer og få gode metoder for å forske på sykdommene.

På kort sikt er den største gevinsten med induserte pluripotente stamceller at de gir oss et unikt verktøy i laboratoriet for å forske på mekanismer for sykdommer og hvordan cellene reagerer på forskjellige nye medisiner. Resultatene er svært lovende og kan føre til at vi finner nye behandlingsformer for mange alvorlige sykdommer. Legemidler blir i dag testet på dyr før de prøves ut på mennesker. Bruk av stamceller kan redusere bruken av dyr for slike formål og bidra til at legemidler med alvorlige bivirkninger ikke blir prøvd ut på dyr og mennesker.

 

Bruk av stamceller

Forskere håper at stamceller i fremtiden kan brukes i behandling av sykdommer som Parkinsons sykdom, Alzheimers sykdom, hjerteinfarkt, slag og diabetes.

Diabetes er en av de sykdommene hvor stamcellebehandling ser ut til å ha størst potensial. Diabetes skyldes at cellene som produserer insulin, er ødelagt, og en pasient med diabetes må derfor flere ganger daglig ta sprøyter med insulin for å holde blodsukkeret under kontroll. Håpet er at en gang i fremtiden kan legen ta en hudbit fra en pasient med diabetes, omprogrammere den til stamceller, spesialisere disse til insulinproduserende celler og sette dem tilbake i den samme pasienten. Hvis dette lykkes, vil pasienten være frisk og slippe daglige sprøyter og blodsukkermålinger.

Forståelse av stamceller har vist seg å være viktig for å forstå hvordan kreft utvikler seg. I en kreftsvulst er det mange ulike typer celler, blant dem en liten gruppe stamceller. Stamcellene er essensielle for at kreftsvulsten kan utvikle seg. De kalles kreftstamceller, og har blitt identifisert i blant annet hjerne-, bryst- og lymfekreft. Dersom man behandler kreft med stråling eller legemidler, kan det være at kreftstamcellene overlever og sørger for at kreften kommer tilbake. Vi trenger derfor mer kunnskap om hva som skal til for å ta knekken på kreftstamcellene, og om hvordan og hvorfor celler deler seg og dør, både på normalt og unormalt vis.

 

Spørsmål til diskusjon:

 

  • Er det riktig å bruke befruktede egg som er til overs etter assistert befruktning for å utvinne embryonale stamceller til forskning eller behandling?
  • Er det mer eller mindre etisk problematisk å bruke stamceller fra aborterte fostre enn fra befruktede egg/blastocyster?
  • Er det riktig å befrukte et egg, slik at det har potensial til å bli til et individ, dersom det eneste formålet med befruktningen er å utvinne stamceller som kan brukes til forskning eller behandling?
  • Er det greit å bruke stamceller i behandling av sykdom dersom vi ikke har fullstendig kunnskap om risikoen for bivirkninger, slik som kreft, på lang sikt?
  • Er det riktig å la være å bruke stamceller fra befruktede egg dersom det kan behandle mennesker og redde liv?

 

Innholdet på denne siden ble sist oppdatert i januar 2016.

Send oss en epost hvis du har spørsmål eller kommentarer til innholdet.

Siden ble opprettet: 07.07.2010. Siden ble oppdatert: 17.03.2016

© 2017 Bioteknologirådet. | Design: Tank - Utviklet av: Spekter