Stamceller er utgangspunktet for alle kroppens celler og vev og er ansvarlige for vedlikehold og reparasjon av skade på vev i kroppen. Stamcellene har en unik evne til å fornye og mangfoldiggjøre seg gjennom celledeling over lang tid, og kan danne mer spesialiserte celler gjennom en prosess kalt celledifferensiering.

Fra èn enkelt «urstamcelle», den befruktede eggcellen, utvikles et menneske med ulike celler med spesialiserte egenskaper. Etter befruktning deler den befruktede eggcellen seg i to, og disse første cellene er utgangspunktet til det som gjennom fosterutviklingen blir til de mange typene spesialiserte celler i et menneske. Etter fødselen bidrar stamceller til å fornye vev og reparere skade i kroppen gjennom hele livet. Stamcellenes mange spesielle egenskaper gjør dem til nyttige verktøy innen både forskning og medisin, men det er også knyttet etiske utfordringer til slik bruk.

Stamceller i fosterutvikling og i kroppen vår

Stamceller kan deles inn i embryonale stamceller (ESC) og kroppsstamceller (somatiske stamceller) etter hvilket utviklingsstadium de er på, og hvilken funksjon de har.

  • Embryonale stamceller (ESC) er celler i det tidlige embryoet og utgangspunktet for alle vev og de flere hundre ulike celletypene som finnes i et menneske. ESC kan hentes ut fra et tidlig embryo (blastocyst) noen dager etter at egget og sædcellen har smeltet sammen (figur 1). Slike embryonale stamceller brukes til flere formål innen forskning.
  • Kroppsstamceller (også kalt somatiske stamceller) finner man i de fleste av kroppens ulike organer, i et lite antall. Disse stamcellene har til oppgave å fornye og vedlikeholde vevet og reparere skader gjennom livet. Kroppsstamceller kan ikke danne alle celletyper, kun én eller noen få av de forskjellige celletypene knyttet til det vevet stamcellen har til oppgave å opprettholde.
Figuren viser hvordan embryonale stamceller kan hentes ut fra et tidlig embryo. Beskrivelse i figurtekst.
Figur 1. Embryonale stamceller kan hentes fra et tidlig embryo. Den befruktede eggcellen, zygoten, er den første cellen som oppstår ved sammensmeltningen av en sædcelle og en eggcelle. De første dagene gjennomgår zygoten en serie med celledelinger som leder til dannelse av blastocysten. En blastocyst er en væskefylt struktur bestående av trofoblasten, et beskyttende ytre lag med celler som skal bli til morkaken og fosterhinner, og en indre cellemasse (ICM) som er utgangspunktet for alle det fremtidige fosterets celler og etter hvert spesialiserte kroppsceller, som muskel-, blod-, og nerveceller. Fra den indre cellemassen i blastocysten kan forskere hente ut embryonale stamceller (ESC). Figur: iStock/Bioteknologirådet

Etter fødselen finnes kroppsstamceller i de fleste av kroppens organer og vev. Disse kaller vi adulte stamceller («voksne» stamceller). Hver dag dør og erstattes rundt 330 milliarder av kroppens celler som del av en naturlige fornyings-prosesser. Døde og skadede celler blir erstattet fra små lagre med uspesialiserte stamceller i hvert vev (Fig. 2).  

Figuren viser eksempler på somatiske stamceller, stamceller fra kroppen. Forklaring følger i figurtekst.
Figur 2. Kroppsstamceller (somatiske stamceller) finnes i de fleste av kroppens vev etter fødselen. Her bidrar de til vevsfornyelse og reparasjon. Noen kroppsstamceller kan danne flere ulike typer spesialiserte celler, andre kroppsstamceller kan kun lage en eller noen få celletyper knyttet til det vevet stamcellene finnes i. Figur: iStock/Stine Hufthammer Indrelid/Bioteknologirådet

Ulike stamceller -ulikt utviklingspotensial

Stamceller kan også deles inn etter hvilket utviklingspotensial de har, altså hvor mange ulike typer celler de kan gi opphav til.

  • Totipotente stamceller: Stamcellene med det største utviklingspotensialet. Disse cellene kan gi opphav til alle celletyper i mennesker samt morkake og ulike fosterhinner. Den befruktede eggcellen (zygoten) er totipotent.  
  • Pluripotente stamceller: Kan gi opphav til alle celletyper i mennesker, men ikke morkake og fosterhinner. Det finnes to kilder til pluripotente stamceller hos mennesker: Embryonale stamceller (ESC), som kan hentes ut fra et tidlig embryo, og induserte pluripotente stamceller (iPSC) som kan lages fra differensierte kroppsceller i laboratoriet. (Les mer om iPSC lenger under.)
  • Multipotente stamceller: Kan bli til en rekke ulike celletyper. Et eksempel er blodstamceller (Hematopoetiske stamceller – HSC) som kan høstes fra beinmarg eller blod og som kan utvikle seg til en rekke ulike immunceller og blodcelletyper. Bindevevsstamceller (Mesenchymale stamceller -MSC) fra beinmarg eller fettvev som kan danne bein, brusk, og fettvev er et annet eksempel på multipotente stamceller.  
  • Unipotente stamceller: Unipotente stamceller finner vi i kroppens ulike vev der de kan gi opphav til celletyper knyttet til akkurat det vevet. Muskelstamceller som kun kan gi opphav til muskelceller, er et eksempel på unipotente stamceller.

iPSC – pluripotente stamceller fra kroppsceller

Pluripotente stamceller har et stort potensial innen regenerativ medisin og er viktige innen forskning blant annet fordi de kan hjelpe oss å forstå hvordan kroppens ulike celler og vev dannes.  Frem til nylig var den indre cellemassen i en blastocyst den eneste kilden til pluripotente stamceller hos mennesker. Men når man tar ut embryonale stamceller, ødelegges også embryoet. Forskere har forsøkt å finne alternative måter å lage pluripotente stamceller på. I 2006 ble en hel forskningsverden overrasket over hvor enkelt dette var da forskerne Shinya Yamanaka og Kazutoshi Takahashi viste at kroppsceller kan «reprogrammeres» tilbake til pluripotente stamceller. Ved å sette inn kun fire gener (Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc) i cellene til mus klarte de to forskerne å omdanne vanlige kroppsceller til pluripotente stamceller i laboratoriet. Disse fire genene koder for transkripsjonsfaktorer – proteiner som er ansvarlige for å regulere hvilke gener som skal være «på» i en celle på et gitt tidspunkt. Forskerne hadde tidligere vist at disse fire genene (nå kalt Yamanaka-faktorene) er helt sentrale i embryonale stamceller.

I 2007 laget de samme forskerne pluripotente stamceller fra kroppsceller fra et menneske. De hentet en bit med hud fra ansiktet til en 36 år gammel kvinne og lot hudcellene gro i en skål på laboratoriet. Ved hjelp av virus satte forskerne de fire Yamanaka-faktorene inn i cellene og lot cellene vokse videre. I løpet av tre uker ble hudcellene omprogrammert til uspesialiserte stamceller, med de samme egenskapene som embryonale stamceller. I prosessen hadde transkripsjonsfaktorene (proteinene de fire genene kodet for) fått DNA-et til å skru på en rekke andre gener som er aktive i stamceller.

Stamceller som lages på denne måten, kalles induserte pluripotente stamceller (forkortes ofte til iPSC). Shinya Yamanaka, som ledet den japanske forskningsgruppen, fikk Nobelprisen i medisin i 2012 for oppdagelsen.

Forklaring på bildet følger i bildetekst.
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

Fra hud til nytt liv

I 2009 ble Tiny født, den første museungen som er laget av en hudcelle. Forskerne satte induserte pluripotente stamceller (iPSC) laget fra en hudcelle inn i et spesielt embryo, en tetraploid blastocyst. Denne blastocysten inneholder det som skal til for å lage morkake og andre vev nødvendig for fosterutviklingen, men ikke for å danne selve fosteret. Fosteret måtte dermed dannes fra de omprogrammerte hudcellene. Embryoet fikk utvikle seg i en surrogatmor og resultatet var altså en komplett og levende museunge. Tinys fødsel viste med sikkerhet at Yamanakas omprogrammerte hudceller har evne til å utvikle seg videre til alle typer celler og at de har det samme utviklingspotensialet som embryonale stamceller.

Selvfornying og differensiering

De to viktigste egenskapene som kjennetegner stamceller er at de både har evne til selvfornying – en prosess der stamceller deler seg for å danne datterstamceller med den samme evnen til selvfornyelse og evne til differensiering – en prosess der stamcellen deler seg og ved deling lar den nye cellen utvikle seg til en mer spesialiserte celletype. Denne overgangen fra stamcelle til spesialisert celler (celledifferensiering) er ledsaget av endringer i cellens funksjon og utseende. Men hvordan foregår denne prosessen?

Alle celler i kroppen inneholder de samme genene, men ulike gener er skrudd på i ulike celler og til ulik tid. Når en stamcelle deler seg, kan det bli dannet to nye, like stamceller. Det kan også bli dannet én ny stamcelle og én mer spesialisert celle som deretter deler seg videre om og om igjen slik at det kan bli dannet tusenvis av spesialiserte celler fra én og samme stamcelle (Figur 3). Dette kalles asymmetrisk celledeling. I denne typen celledeling får hver av de to dattercellene ulike egenskaper. Den ene cellen forblir en uspesialisert stamcelle, og beholder evnen til ubegrenset celledeling (selvfornying), mens den andre dattercellen utvikler seg til en spesialisert celle som skal gjøre en jobb i det aktuelle vevet. I cellen som spesialiseres blir celletypiske gener slått på og gener assosiert med selvfornyelse dempet. Disse cellene mister noen av stamcellens egenskaper på veien og har ikke «evig liv» slik som stamcellene. Epigenetiske mekanismer og transkripsjonsfaktorer er viktige for å bestemme hvilken utviklingsvei stamceller skal ta (Les mer om epigenetiske mekanismer på temasiden om epigenetikk). 

Figuren viser hvordan én stamcelle kan bli opphav til forskjellige stamceller og spesialiserte celler og vev. Forklaring følger i figurtekst
Figur 3. Asymmetrisk celledeling og celledifferensiering. Ved asymmetrisk celledeling dannes én ny stamcelle og én mer spesialisert celle. Ulike kombinasjoner av transkripsjonsregulatorer (de fargede boksene i cellene) virker til ulikt tidspunkt, i ulike celler og slår på ulike sett med gener. Disse endringene påvirker også neste generasjon celler. Slik kan alle kroppens ulike celletyper dannes med utgangspunkt i den samme genetiske oppskriften, og fra én enkelt celle, den befruktede eggcellen. (Figur tilpasset fra https://www.nature.com/scitable/content/transcriptional-regulators-can-determine-cell-types-14707620/)

Stamceller i medisin

Innen medisin kan man bruke stamcellers unike evne til å fornye seg og til å danne spesialiserte celletyper til å stimulere kroppens reparasjonsmekanismer, og til å gjenopprette funksjon i syke eller skadede vev eller organer. Dette er grunnlaget for såkalt regenerativ medisin. Stamceller brukes både i etablerte medisinske behandlinger og i utviklingen av helt nye behandlingsmetoder.

Kroppsstamceller i regenerativ medisin

Blodstamceller i beinmarg var blant de første stamcellene som ble identifisert hos mennesker, og de første som ble tatt i bruk i medisinsk behandling på 1960-tallet. Blodstamceller danner alle kroppens blod- og immunceller, men både sykdom og aggressiv kreftbehandling med cellegift kan skade blodstamcellene. Da kan transplantasjon av blodstamceller, enten fra pasienten selv eller fra en donor, hjelpe kroppen med å få i gang produksjonen av nye celler som kan erstatte syke eller ødelagte blod- og immunceller. I Norge har transplantasjon av blodstamceller vært en del av etablert kreftbehandling i mange tiår. Nå undersøker man også om blodstamceller hentet fra pasienten selv, sammen med cellegiftbehandling, kan brukes til å «restarte» og bygge opp et nytt immunforsvar til pasienter med visse typer multippel sklerose (MS). Forskere ved Haukeland Sykehus leder en stor internasjonal studie der man undersøker nettopp dette. Behandlingen har fått midlertidig godkjenning i Norge for bruk på utvalgte pasienter frem til de endelige resultatene av studien er klare.

Blodstamcelletransplantasjon kan også være en helbredende behandling for noen barn med alvorlige, arvelige blodsykdommer, som for eksempel sigdcelleanemi og talassemi. Stamcellene kan komme fra en donor med lignende immunologisk profil på blodcellene, det som kalles en vevsforlikelig donor. Et annet alternativ er å bruke pasientens egne stamceller i kombinasjon med genterapi. Da hentes stamcellene ut og endres genetisk i laboratoriet, før de føres tilbake til pasienten. Dette kan du lese mer om i denne GENialt-artikkelen.

Navlestrengsblod inneholder stamceller av samme type som dem vi finner i beinmargen, og kan brukes som kilde til blodstamceller for transplantasjon. I noen spesielle tilfeller kan foreldre som har barn med en alvorlig sykdom som trenger en stamcelledonor, kunne få tilbud om assistert befruktning med gentesting av befruktede egg før innsetting (les mer på temasiden om gentesting av befruktede egg på temasiden om PGT/PGD). Målet er å få et barn som ikke har arvet samme sykdom, og som samtidig har en vevstype som passer som stamcelledonor til det syke søskenet. Stamceller kan da hentes fra navlestrengsblod ved fødselen.

Noen foreldre lurer på om de bør få lagret navlestrengsblod fra sitt nyfødte barn som en «forsikring» hvis barnet senere skulle få en alvorlig sykdom og behøve transplantasjon. Men det finnes ingen behandlinger i det offentlige norske helsevesenet som baserer seg på bruk av eget lagret navlestrengsblod og nytten av tapping og lagring av navlestrengsblod til fremtidig bruk er ikke vitenskapelig dokumentert. (Du kan lese mer om dette på helsenorge.no). Det forskes også på om andre typer kroppsstamceller kan brukes til å reparere eller erstatte skadet vev. Forskere undersøker blant annet om bindevevsstamceller, såkalte mesenchymale stamceller (MSC), fra pasienten selv kan brukes til å reparere eller bygge bein, brusk eller hud etter sykdom eller skade. Selv om flere resultater er lovende, er de fleste slike behandlinger enda under utprøving. I Biotekpodden kan du kan høre mer om hvordan forskere bruker bindevevsstamceller til å bygge kjevebein, og ny hud og hornhinne. I GENialt kan du lese mer om forskning på å bruke stamceller for å lage ny hud til pasienter med store brannskader.

Pluripotente stamceller i regenerativ medisin

Det er i all hovedsak multipotente kroppsstamceller som så langt er tatt i bruk i medisinsk behandling, men bruken er begrenset av at slike stamceller kun kan lage et fåtall ulike typer celler. Pluripotente stamceller kan derimot utvikles til alle kroppens celletyper. Samtidig kan de dyrkes, dele seg, og danne nye celler over lang tid i laboratoriet. Dette gjør dem til en nærmest ubegrenset kilde til nye celler som i teorien kan brukes til å erstatte skadet vev og gjenopprette funksjon.

Selv om pluripotente stamceller har et stort potensial i regenerativ medisin, har utviklingen av nye behandlinger tatt tid. Før slike behandlinger kan tas i bruk, må forskerne kunne produsere stamcellene på en sikker måte, styre hvilke celletyper de utvikler seg til og dokumentere at behandlingen både er trygg og effektiv. De siste årene har antallet kliniske studier med behandlinger basert på humane pluripotente stamceller økt betydelig. Ved utgangen av 2024 var det registrert 116 regulatorisk godkjente kliniske utprøvinger med 83 ulike stamcelleprodukter, og mer enn 1200 pasienter har mottatt slike behandlinger. De fleste av disse kliniske utprøvingene retter seg mot ulike typer øyesykdommer, sykdommer i sentralnervesystemet og kreft. Forskere undersøker også om pluripotente stamceller kan brukes til å erstatte skadet hjertevev etter et hjerteinfarkt, erstatte insulinproduserende betaceller for å behandle diabetes type 1 eller brukes i behandling av forskjellige blodsykdommer eller stoffskiftesykdommer. Så langt har de fleste av disse kliniske utprøvingene omfattet et lite antall pasienter og først og fremst hatt som mål å undersøke om behandlingene er trygge. Flere studier har likevel rapportert lovende resultater, blant annet ved enkelte netthinnesykdommer, Parkinsons sykdom og diabetes type 1.

Mens de første kliniske utprøvingene med pluripotente stamceller brukte embryonale stamceller, brukes nå iPSC (se figur) i en stadig større andel av utprøvingene. De fleste bygger enda på donorceller, men iPSC kan også lages fra pasientens egne kroppsceller, noe som kan redusere risiko for immunologisk avstøtning. iPSC kan dessuten kombineres med genredigering for å korrigere sykdomsgivende genvarianter eller gi cellene nye egenskaper. Flere kliniske utprøvinger undersøker nå slike strategier som på sikt kan åpne for mer persontilpassede celleterapier (les mer om genredigering og cellebasert genterapi på våre temasider).

Figuren viser hvordan induserte pluripotente stamceller kan reprogrammeres til pluripotente stamceller. Forklaring følger i figurtekst.
Figur 4: Induserte pluripotente stamceller (iPSC). Kroppsceller, for eksempel hudceller, kan reprogrammeres til pluripotente stamceller ved å tilsette de fire Yamanakafaktorene (Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc). De uspesialiserte stamcellene kan man deretter differensiere til ulike typer spesialiserte celler. Fordi iPSC kan lages fra kroppscellene fra pasienten som trenger behandling, vil de ha pasientens eget arvemateriale, og det er mindre risiko for at cellene avstøtes av kroppen etter en transplantasjon (Figur: iStock/Bioteknologirådet)

Stamceller og vevsteknologi

Stamcellebehandling kan altså brukes til å hjelpe kroppen å lege seg selv. En annen tilnærming er vevsteknologi (tissue engineering) der forskere forsøker å bygge nytt vev i laboratoriet ved å kombinere levende celler og ulike biomaterialer og biologiske signalstoffer for å erstatte skadet vev eller hele organer. Stamceller fungerer som «byggestenene» i byggverket, og tilføres de biologiske molekylene cellene trenger for å vokse og utvikle seg riktig. Biomaterialer fungerer som «stillaser» som nytt vev kan bygges rundt (se figur 5). Noen behandlinger basert på vevsteknologi er allerede godkjent i Europa, blant annet for behandling av skader i hornhinnen og reparasjon av bruskskader i kneet. Samtidig er det fortsatt store utfordringer knyttet til å bygge større og mer komplekse vev med fungerende blodforsyning, slik at det på sikt kan bli mulig å lage hele organer til transplantasjon.

Figur 5. Vevsteknologi kombinerer levende celler, biomaterialer og biologiske signalstoffer for å bygge nytt vev for bruk i regenerativ medisin. Figur: Stine Hufthammer Indrelid/Bioteknologirådet

En annen tilnærming det forskes på er 3D-bioprinting, der levende celler og biomaterialer «printes» lag for lag for å bygge opp vev med en bestemt form og struktur. Målet er å kunne lage vev som kan reparere eller erstatte skadet vev, og på lengre sikt kanskje også mer komplekse organer.

Fotografiet viser beinmargsstamceller 3D-printet sammen med et gelatinbasert materiale.
Fotografiet viser beinmargsstamceller 3D-printet sammen med et gelatinbasert materiale. Ved å kombinere levende celler og biomaterialer kan forskere bygge opp vev lag for lag. På sikt er målet å kunne lage komplekse beinvev med blant annet blodårer og nerver som kan transplanteres til pasienter. Foto: Shuntaro Yamada

Stamceller i forskning

Stamceller har også mange viktige bruksområder innen biologisk og biomedisinsk forskning. Det er mulig å dyrke humane stamceller, inkludert embryonale stamceller, fosterstamceller og voksne stamceller fra ulike vev, i laboratoriet. Dette gir forskerne muligheten til å studere grunnleggende biologiske mekanismer, utviklingsprosesser og hvordan celler og organer fungerer både normalt og ved sykdom. Stamcellekultur, når stamceller dyrkes flytende i næringsløsning eller i et enkelt lag på en overflate, brukes også til å teste hvordan humane celler reagerer på forskjellige nye medisiner.

Organoider – «miniorganer» fra stamceller

Forskere bruker også stamceller til å lage mer avanserte modeller av menneskelige organer og vev. Ved å etterligne de prosessene som foregår når organer dannes under embryoutviklingen, kan forskerne gi uspesialiserte stamceller de kjemiske signalene og betingelsene som er nødvendig for dannelsen av et bestemt vev eller organ i laben. Slik kan stamceller brukes til å lage forskjellige organoider, tredimensjonale cellulære strukturer som etterligner deler av et organ, og noen av organets funksjoner.

Forskere har laget organoider med cellestrukturer og funksjoner som ligner på flere av kroppens organer. Organoider på laboratoriet er lettere å eksperimentere på enn vev og organer som er i kroppen, og siden de er tredimensjonale etterligner de ulike celletyper, strukturer og organfunksjon bedre enn tradisjonell cellekultur. Dette har gjort organoider til viktige forskningsmodeller som tas i bruk til å løse stadig nye forskningsspørsmål innen biologisk og biomedisinsk forskning og farmasi. I denne GENialt-artikkelen kan du kan lese mer om hvordan norske forskere bruker hjerneorganoider utviklet fra pasienter og friske til å studere mekanismer knyttet til alvorlige psykiske lidelser som schizofreni og bipolar lidelse. Organoider laget av pasientens egne celler kan også brukes til å teste hvilke legemidler som har best effekt for den enkelte pasienten. Dette brukes blant annet innen utprøvende kreftbehandling og enkelte arvelige sykdommer. Forskere arbeider nå også med å gjøre organoidene mer realistiske ved å inkludere blodkar, immunceller og andre støtteceller, eller ved å koble sammen flere organoider for å gjøre det mulig å studere samspillet mellom ulike organer.

Bildet viser en hjerneorganoide, en lys celleklump med to mørkere, sirkelformede felt som er anlegg til øyne.
Tyske forskere dyrket i 2021 hjerneorganoider med anlegg til øyne fra stamceller i laben. Minihjernene er på størrelse med et knappenålshode. Ved å gi stamcellene de riktige differensieringssignalene til riktig tid, klarte forskerne å få «minihjernene» til å utvikle anlegg til øyne. Foto: Jay Gopalakrishnan/ The centrosome and cilia lab, Heinrich-Heine-Universität, Tyskland

Stamcellebaserte modeller av embryo

Biologer bruker nå også pluripotente stamceller til å lage tredimensjonale strukturer som (i ulik grad) etterligner ulike stadier av utviklingen hos menneske- eller dyreembryo. Slike stamcellebaserte embryomodeller gjør det mulig å studere en periode av embryoets utvikling som vanligvis foregår skjult i livmoren, og som hittil har vært vanskelig å studere direkte av både tekniske, etiske og juridiske årsaker.

Embryomodellene kan lages i stort antall, endres genetisk og undersøkes i laboratoriet og kan være et mer etisk akseptabelt alternativ til å forske på menneskeembryoer eller å bruke dyremodeller. Modellene brukes blant annet til å undersøke hvordan genetiske og miljømessige faktorer påvirker den tidlige utviklingen, og kan gi ny kunnskap om infertilitet, tidlige svangerskapstap og medfødte utviklingsforstyrrelser. På sikt tror noen også at humane stamcellebaserte embryomodeller kan få medisinsk betydning, blant annet som en kilde til celler, vev og organer.

Siden den aller første, enkle embryomodellen ble utviklet i 2014 har utviklingen gått svært raskt. Det finnes nå mange ulike typer embryomodeller som i ulik grad etterligner enten deler av eller hele embryo, og ulike stadier av embryonal utvikling.  Les mer om noen av disse embryomodellene i GENialt-artiklene om blastocyst-modellen blastoiden og avanserte embryomodeller, og hør intervjuet med en av pionerene på feltet i Biotekpodden. Ingen av modellene som er utviklet til nå er identiske med naturlige embryoer og dagens modeller kan bare etterligne deler av den embryonale utviklingen. Samtidig tror flere forskere at fremtidige modeller vil etterligne stadig flere sider ved normal embryoutvikling. Det kan gjøre skillet mellom embryoer og enkelte embryomodeller mindre tydelig og reise nye etiske og juridiske spørsmål om hvordan slike modeller bør behandles og reguleres. Bioteknologirådet har anbefalt at også bruk av stamcellebaserte embryomodeller bør reguleres klart i bioteknologiloven. Det kan du lese mer om i denne GENialt-saken.

Laboratorieskapte kjønnsceller – in vitro gametogenese

Pluripotente stamceller kan utvikle seg til kroppsceller, men også til kjønnsceller om de gis de riktige betingelsene i laboratoriet. De siste ti årene har forskere kommet langt i å lage kjønnsceller fra pluripotente stamceller. I mus har man vist at både embryonale stamceller og iPSC kan brukes til å lage celler som ligner både egg og sædceller, og som kan gi opphav til normale museunger etter befruktning. Denne forskningen er i første omgang viktig for å forstå hvordan kjønnsceller dannes og hva som svikter hos mennesker som ikke produserer fungerende kjønnsceller. Men dersom teknologien i fremtiden kan overføres fra mus til mennesker kan det i fremtiden kanskje også bli mulig å lage kjønnsceller fra kroppsceller som hud- eller blodceller, for bruk i assistert befruktning. Hvor langt forskere og kommersielle aktører er kommet i arbeidet med å utvikle kjønnsceller for mennesker i laboratoriet kan du lese mer om i denne GENialt-artikkelen.

Vi kan også tenke oss at den samme teknologien overført til andre arter kan brukes for å bevare truede dyrearter.

Stamceller og kimærforskning

Kimære organismer er organismer som inneholder celler fra flere genetisk forskjellige individer, og ordet kommer fra det greske kimera – et mytologisk vesen som var satt sammen av ulike dyr. Kimære organismer blir laget ved å sette inn pluripotente stamceller (enten ESC eller iPSC) fra ett individ inn i en blastocyst fra et annet individ, og så la blastocysten utvikle seg videre i en surrogatmor. Man kan bruke celler fra samme art, men det er også mulig å kombinere celler fra ulike arter på denne måten. Forskere har blant annet lykkes med å lage kimære organismer ved å kombinere to ulike musearter og to ulike kvegarter.

Studier viser at det er utfordrende å lage kimærer fra arter som ikke er nært beslektet. I 2021 fikk en internasjonal gruppe forskere mye oppmerksomhet da de rapporterte at de hadde laget kimære embryo med celler fra både aper og menneske (les mer i denne GENialt saken). Disse kimære embryoene var aldri ment å få utvikle seg til levende dyr. Forskerne ønsket å bruke dem for å studere grunnleggende biologiske mekanismer. Men de bryter likevel både artsbarrieren og utfordrer etiske grenser.

Kimære, humaniserte dyr kan tenkes å være nyttige som dyremodeller for menneskelig sykdom, mens dyr med menneskelige organer kunne fungere som vevs- eller organdonorer for mennesker. Om dette i fremtiden vil være teknisk mulig, og etisk akseptabelt, gjenstår å se.

Etikk

Forskning på stamceller og bruk av stamceller innen medisin bringer med seg en rekke etiske problemstillinger, spesielt når det gjelder bruk av embryonale stamceller. Embryonale stamceller har et unikt utviklingspotensial og har derfor mange mulige bruksområder innen både forskning og medisinsk behandling. For mange vil det være etisk problematisk å bruke embryonale stamceller i forskning og medisin fordi et menneskeembryo må ødelegges for å få tilgang til cellene, og tilgangen på menneskeembryo er begrenset. Begge deler er faktorer som virker inn på utviklingen av kliniske terapier basert på humane embryonale stamceller. At man nå kan bruke induserte pluripotente stamceller (iPSC) løser flere av utfordringene knyttet til embryonale stamceller (ESC) både innen forskning og medisinsk behandling. men flere andre utfordringer gjenstår.

I motsetning til for ESC handler de etiske utfordringene knyttet til bruk av iPSC mer om hva cellene brukes til enn hvor de kommer fra. Både organoideforskning, kimærforskning og forskning på laboratorieskapte kjønnsceller og embryolignende strukturer og modeller er omdiskutert.

Innen organoideforskning er noen typer organoider mer kontroversielle enn andre. Det er for eksempel knyttet særlige etiske utfordringer til bruken av hjerneorganoider. Kan disse «minihjernene» en dag bli så avanserte at de kan få bevissthet? Kan de lide? Og bør man ha egne retningslinjer for denne typen forskning, slik man har egne retningslinjer for bruken av forsøksdyr? Du kan høre mer om dette i Biotekpodden,

Kimærforskningen reiser problemstillinger knyttet til dyrevelferd, og til det å krysse artsbarrierer. Særlig problematisk er kimæreforskning om man lager kimærer mellom dyr og mennesker der humane celler ender opp i hjernen eller i kjønnsceller. Risikerer man å lage dyr som tenker mer som mennesker, eller et dyr som kan lage menneskelig avkom?

Noen av disse problemstillingene ligner på hverandre og gjelder mange typer modeller som brukes for å studere biologiske fenomener hos mennesker: Vi bruker modellene for å erstatte eksperimenter som ikke lar seg gjennomføre av etiske eller praktiske hensyn. Samtidig er det viktig at modellene er representative, at de ligner på det vi egentlig ønsker å studere. Men jo bedre modellen blir, og jo mer den ligner på det den skal erstatte, desto større er sjansen for at vi vil møte på de samme etiske utfordringene vi nettopp prøvde å unngå ved å bruke en forskningsmodell.

Stamcellebaserte embryomodeller er ett eksempel. De gjør det mulig å studere tidlig embryonal utvikling uten å bruke embryo blitt til ved befruktning. Forskning på befruktede egg reiser særlige etiske spørsmål fordi embryoet, om det får utvikle seg videre, kan være utgangspunktet for et menneske. Derfor er også embryoforskning strengt regulert i mange land. I Norge er det for eksempel ikke tillatt å forske på befruktede egg lenger enn inntil 14 dager etter befruktning, og da kun på egg som er til overs etter assistert befruktning. Denne 14-dagersgrensen er i bioteknologiloven knyttet til befruktede egg og gjelder derfor trolig ikke kunstige embryomodeller.

At embryo og embryomodeller behandles forskjellig, kan forsvares så lenge modellene skiller seg vesentlig fra embryo, for eksempel ved at de ikke har potensial til å kunne utvikle seg til et komplett menneske. Samtidig jobbes det stadig med å utvikle modellene for å bli enda likere embryo. Når blir modellene så like embryo laget ved befruktning at de også må sies å ha den samme moralske statusen og rett til samme nivå av beskyttelse i loven? Lignende problem gjelder forskning på organoider.  Hvor avansert funksjoner kan en hjerneorganoide utvikle før det er problematisk å forske på den?

Bruk av stamceller i medisinsk behandling handler om andre typer problemstillinger: i hovedsak om risiko, om ærlig kommunikasjon av dokumentert effekt av nye behandlinger og om lik tilgang på helsetjenester. Stamcellebehandlinger for en rekke tilstander er enda under utvikling eller på utprøvingsstadiet. Krav til dokumentasjon av nye behandlinger og rutiner for markedsføringsgodkjenning og offentlig finansiering av nye behandlinger kan variere fra land til land. Dermed kan behandlinger som ikke er godkjent for en pasientgruppe i Norge være tilgjengelig i andre land. Det finnes også en rekke private klinikker i ulike land som tilbyr stamcellebehandlinger med varierende dokumentert effekt. Pasienter som har råd til å betale for det, kan velge å reise utenlands for å få slike, ofte svært dyre, behandlinger. Dette kan både føre til ulikheter i helsetilbud, og at pasienter selv betaler dyrt for behandling som har liten nytte eller som i verste fall er direkte skadelig for pasienten.

Spørsmål til diskusjon:

  • Er det etisk akseptabelt å befrukte egg dersom det eneste formålet med befruktningen er å utvinne stamceller som kan brukes til forskning eller behandling.
  • Er det etisk forskjell innen kimærforskning på å sette menneskeceller i dyre-embryo og å sette dyreceller i menneske-embryo?  
  • Hva er forskjellen i den etiske vurderingen ved å lage hjerneorganoider sammenliknet med andre organer?
  • Hva må til for at en syntetisk embryomodell skal ha de samme rettighetene som et embryo som er blitt til ved befruktning?
  • Bør samfunnet tillate at hudceller kan brukes til å lage egg og sædceller hvis det viser seg at metoden er trygg?

Innholdet på denne siden ble sist oppdatert i oktober 2026. Send oss en e-post om du har kommentarer eller spørsmål til innholdet.

Referanser:
Niakan KK, Han J, Pedersen RA, Simon C, Pera RA. Human pre-implantation embryo development. Development. 2012;139(5):829-841. doi:10.1242/dev.060426
Wu, H., Sun, Y. Epigenetic Regulation of Stem Cell Differentiation. Pediatr Res 59, 21–25 (2006). https://doi.org/10.1203/01.pdr.0000203565.76028.2a
Essentials of Cell Biology, Unit 5.4 Cell Biology for Seminars, Unit 5.4 https://www.nature.com/scitable/topicpage/cell-differentiation-and-tissue-14046412/
Aly RM. Current state of stem cell-based therapies: an overview. Stem Cell Investig. 2020;7:8. Published 2020 May 15. doi:10.21037/sci-2020-001
Yeo, R. W. Y. , & Lim, S. K. (2011). Embryonic Stem Cells for Therapies – Challenges and Possibilities. In (Ed.), Embryonic Stem Cells – Basic Biology to Bioengineering. IntechOpen. https://doi.org/10.5772/23762
Edward H. Ntege, Hiroshi Sunami, Yusuke Shimizu. Advances in regenerative therapy: A review of the literature and future directions, Regenerative Therapy. Volume 14,2020,Pages 136-153, ISSN 2352-3204, https://doi.org/10.1016/j.reth.2020.01.004.
Zhang, Pu-Yao et al. “Generation of Artificial Gamete and Embryo From Stem Cells in Reproductive Medicine.” Frontiers in bioengineering and biotechnology vol. 8 781. 22 Jul. 2020, doi:10.3389/fbioe.2020.00781
Gabriel, E., et al., Human brain organoids assemble functionally integrated bilateral optic vesicles. Cell Stem Cell, 2021. 28(10): p. 1740-1757.e8.
Kobold, S., et al., History and current status of clinical studies using human pluripotent stem cells. Stem Cell Reports, 2023. 18(8): p. 1592-1598.
Kirkeby, A., H. Main, and M. Carpenter, Pluripotent stem-cell-derived therapies in clinical trial: A 2025 update. Cell Stem Cell, 2025. 32(1): p. 10-37.