Medisinsk gjennombrudd: Dyrket nerveceller i kyllinger

Mens stamcellene hos fostre kan utvikle seg til de mange forskjellige cellene kroppen består av, har stamcellene hos voksne personer en langt mer begrenset funksjon. Det har lenge vært antatt at de bloddannende stamcellene i voksnes beinmarg bare gir opphav til nye blodceller og immunceller. Intet annet.

Nå har forskere ved Universitetet i Oslo og Rikshospitalet slått hull på denne myten. Ved å injisere stamceller fra voksen beinmarg i ryggmargen på kyllingfostre, har forskerne klart å bevise at disse stamcellene faktisk kan utvikle seg til funksjonelle nerveceller. Forskerne mener det finnes signaler i ryggmargen til kyllingfostrene som trigger utviklingen av nerveceller.

Gjennombrudd

Resultatene betyr at man i fremtiden kanskje kan bruke pasientens egne stamceller til å helbrede sykdommer, fremfor å hente de nødvendige cellene fra et foster. Det løser en rekke etiske og praktiske problemer.

– Ved å bruke pasientens egen beinmarg til reparasjon av skader i hjerne og ryggmarg, eliminerer vi mange etiske og tekniske problemer, slik som bruk av embryonale stamceller eller stamceller fra hjernen. Forskningen vår er et gjennombrudd, fordi vi har vist at nervecellene fungerte. Når stamceller tas ut av det normale miljøet og får en annerledes påvirkning, kan stamcellene altså utvikle seg til andre celler enn det kroppen har programmert. Men det er fortsatt lang vei å gå. Det tar nok flere år før teknikken kan munne ut i en terapeutisk behandling, forteller professor Joel Glover ved Avdeling for fysiologi på Institutt for medisinske basalfag.

Først må teamet finne forklaringen på hvorfor stamcellene utvikler menneskelige nerveceller i kyllingfostre. Så må den samme prosessen etterapes i et reagensrør.

– Hvis man kan etterlikne disse signalene i et reagensrør, kan man kanskje bruke beinmargcellene fra en pasient med hjerne- eller ryggmargsskade til å dyrke frem nye nerveceller for å behandle skaden, sier Joel Glover.

Imøtegikk kritikken

– Når alt er kartlagt, kan man styre produksjonen av motoriske nerveceller eller andre typer nerveceller. Dette er vanvittig spennende, sier seksjonsoverlege Torstein Egeland ved Immunologisk institutt på Rikshospitalet.

Han forteller at mange internasjonale eksperter har stilt kritiske spørsmål til forskningsresultatene deres.

– Vi har derfor utført en rekke tester og imøtegått alle kritiske kommentarer og har økt sannsynligheten for at funnene våre er riktige til nær hundre prosent. Vi kan nå si at ti til femten prosent av stamcellene har utviklet seg til nerveceller. Det er en betydelig mengde. Tidligere studier har bare hatt resultater på langt under en prosent. Så resultatene våre viser en dramatisk forbedring, sier Torstein Egeland.

Samtidig understreker han på det sterkeste at den nye metoden deres ikke kan erstatte selve forskningen på fosterstamceller.

Fingernem kirurgi

Forskningen krevde fingernemme leger. Doktorgradsstipendiat Òlafur Sigurjónnson ved Immunologisk institutt måtte først kurses i finkirurgiske inngrep, før han kunne operere inn stamcellene i ryggmargen til kyllingfostrene. Stamcellene ble hentet fra femti friske studenter.

Sigurjónnson fjernet en liten bit av ryggmargen på kyllingen og satte inn menneskestamceller i skaden. Unge kyllingfostre har den egenskapen at de kan motta andre celler uten at cellene støtes ut eller det oppstår betennelse. Årsaken er at kyllingfostre er så umodne at de ennå ikke har utviklet noe immunsystem. De reagerer derfor ikke på menneskeceller. Ryggmargen på kyllingfostre har for øvrig den viktige evnen at den regenererer seg selv og omkranser menneskecellene med sine egne celler.

I løpet av noen dager utviklet menneskecellene i kyllingfostrene nye celler med alle de egenskapene som nerveceller har, inkludert lange utløpere, evnen til å danne nerveimpulser og funksjonelle forbindelser til andre nerveceller.

Nervesjekken

Forsker Marie-Claude Perreault ved Avdeling for fysiologi sjekket om de nye nervecellene virkelig var ekte nerveceller. For nerveceller har helt bestemte egenskaper og kjennetegn med spesiell form og spesielle impulser. Dette måtte bekreftes. Det var ikke nok at cellene liknet på nerveceller. For å sjekke om responsen til nervecellene fungerte som helt vanlige nerveceller, måtte hun gjøre en rekke elektrofysiologiske tester.

Den ene utfordringen hennes var å skille mellom kyllingceller og menneskeceller. Da kan man bruke en spesiell type antistoff, men forutsetningen er at alle cellene er døde. For å sjekke funksjonen til nervene må cellene derimot være levende. Hun hadde derfor ingen som helst muligheter til å påvise der og da at de cellene hun jobbet med vitterlig var menneskeceller.

Hun måtte derfor først stikke blindt og teste nerveimpulsene før hun kunne sjekke om hun virkelig hadde jobbet med en menneskecelle.

– Ettersom jeg hadde en visuell anelse om hvilke celler det kunne være, fikk jeg et treff på vel tjue prosent, forteller Marie-Claude Perreault.

Håp for lamme

I eksperimentet fikk alle menneskenervecellene de samme egenskapene som motoriske nerveceller som er identiske med nervecellene i ryggmargen.

Håpet til forskerne er å injisere nerveceller i ryggmargen for å bedre førligheten til rullestolbrukere. Forskerne har allerede etablert samarbeid med en av de fremste forskningsinstitusjoner i verden på nettopp reparering av ryggmargsskader. Metoden gir også håp for kreftpasienter.

– Stamcellene vil kanskje gjøre det mulig å erstatte skadet vev og få organer til å fungere igjen etter kreftbehandling. Og det blir kanskje mulig å helbrede sukkersyke ved å lage insulinproduserende celler, håper seksjonsoverlege Torstein Egeland.