En lang, spirende hårsekk som har vokst i en petriskål i et laboratorium. Kan kunstig dyrkede hårsekker være en framtidig behandling av hårtap? Dansk forsker er skeptisk.(Foto: Yokohama National University)
Forskere lager mini-organer som kan få hår
Laboratorie-dyrkede hårsekker ble transplantert til mus – og vokste i månedsvis.
Elisabeth LønkjærEskildsenJOURNALIST, VIDENSKAB.DK
Hva gjør du hvis du vil studere et bestemt organ eller en bestemt type vev, men adgangen til det er begrenset fordi det sitter i en kropp?
Man dyrker en miniatyrmodell i en petriskål – og det er faktisk noe forskere holder på å bli veldig flinke til.
Organer og vev dyrket «in vitro», det vil si utenfor en levende organisme, typisk i en petriskål, kalles for organoider. De er bitte små og kan dannes av stamceller som organiserer seg i tredimensjonale strukturer.
I petriskålen kan forskerne følge et organs anatomi og utvikling på kloss hold.
For eksempel en hårsekk, som det skal handle om her. En japansk forskergruppe som studerer de prosessene som ligger bak hårvekst og pigmentering (farging), har nemlig klart å skape fullt funksjonelle muse-hårsekker gjennom kulturer de har dyrket i petriskåler.
Forskerne har undersøkt et komplekst samspill mellom det ytre hudlagene, som kalles epidermis, og bindevevet, som heter mesenkymet. Den informasjonen som utveksles mellom de to lagene, er nemlig ganske avgjørende for at det dannes hårsekker.
Allerede når et embryo (det vil si et veldig tidlig stadium av et foster) utvikler seg, skjer en interaksjon mellom epidermis og mesenkymet, som setter i gang den såkalte hårfollikel-morfogenesen.
Morfogenese er når celler organiserer seg og blir til vev og organer – i dette tilfellet et hårfollikel, som også kalles en hårsekk.
Hårsekken er en god modell når man vil undersøke mekanismene som setter i gang interaksjonen mellom lagene og dermed utviklingen av organet.
Hårsekker fortsetter nemlig å utvikle seg i dynamiske sykluser fordi hår gror gjennom flere ulike vekstperioder.
Gele får stamceller til å organisere seg
Forskerne har høstet to typer stamceller fra tidlige musefostre – epiteliale og mesenkymale stamceller.
De har blitt blandet sammen i en vekstkultur som også har blitt tilført en kunstig produsert gele som består av proteiner man vanligvis finner i bindevev.
Geleen hjelper cellene med å organisere seg og forme strukturer. Blant annet fordi den gjør det lettere for cellene å vandre rundt.
Cellene klarte også å organisere seg som organoider med en kjerne av epiteliale celler og et skall av mesenkymale celler.
Den geleen forskerne har brukt i vekstkulturen, heter Matrigel. På bildet til venstre har den ikke blitt lagt til, og de to typene av celler (de grønnfargede epiteliale og de rødfargede mesenkymale) klarer derfor ikke å lage den strukturen med en kjerne og et skall som skal til for å sette i gang hårveksten. Det samme problemet er illustrert under. Når man derimot tilfører Matrigel, organiserer cellene seg som en kjerne og et skall, framgår det av både bilde (til høyre) og illustrasjon.(Fotografier/illustrasjon: Kageyama et al.)
Tre millimeter hår på nakne mus
Med en suksessrate på nesten 100 prosent utviklet de seg til modne hårproduserende sekker som over 23 dager kunne gro tre millimeter hår.
Annonse
Forskerne testet også et stoff som stimulerer produksjonen av såkalte melanocytter. Det er celler som spiller en rolle i pigmentering, altså fargen på hår.
Når forskerne inkluderte stoffet i petriskål-blandingen sin, ble hårstråene mer pigmenterte.
Til slutt klarte de å transplantere hårsekker over på hårløse laboratoriemus.
Her kunne forskerne følge med på om hårsekkene ville integrere seg med den levende kroppen.
Det ville de. Faktisk vokste hår over flere sykluser over 10 måneder.
A. En hårsekk der de to typene celler (de grønnfargede epiteliale og de rødfargede mesenkymale) fordeler seg i henholdsvis kjerne og skall. Pilen viser stedet der et hår begynner å vokse etter fire dager. B. Et spirende hår fra en hårsekk. C. De seks bildene illustrerer ulike effekter av å tilføre den spesielle geleen til vekstkulturen på ulike tidspunkt. På det angitte tidspunktet har en lav konsentrasjon av produktet Matrigel blitt lagt til. Bildene er tatt etter 8 dagers vekst.(Foto: Kageyama et al.)
Dansk forsker er stor fan av organer i petriskåler
Det er ikke første gang førsteamanuensis Sally Dabelsteen opplever at noen klarer å danne hårsekker i en petriskål.
Forskere har nemlig i flere tiår jobbet med å utvikle kunstige hårsekker. Både til nytte for mennesker som lider av sykdommer som fører til hårtap, men også fordi kunstig frambrakte hårsekker kan brukes til å teste stoffer som ellers ville blitt testet på dyr.
– Det nye er kanskje mer at det har blitt lettere å lage i litt større skala slik at man kan bruke det til for eksempel screening av legemidler, sier Dabelsteen.
Hun har blant annet forsket på interaksjoner mellom hud og bindevev, og jobber også med organoider.
For tiden bruker Dabelsteen organmodeller til å finne nye mål for kreftbehandling og til å teste kreftbehandling med immunceller.
– Det er en flott organoide de har laget, og det er smart sett. Jeg er stor fan av organer i petriskåler – det gjør vi selv i stor stil. Mange ting blir testet på mus, og det er fint i noen tilfeller. Andre ting må testes på menneskeceller, og det kan du gjøre hvis de er dyrket i en skål, sier Dabelsteen.
Annonse
Hva er stamceller?
Stamceller finnes i alle flercellede organismer (for eksempel dyr og planter). De er umodne, eller ukodede celler som ikke har spesialisert seg enda, men som kan utvikle seg til en hvilken som helst type celle: hjerne-, blod-, muskel- og hudceller, for bare å nevne en håndfull.
Under utviklingen av et foster snakker man om embryonale stamceller. Alle er kopier av den befruktede eggcellen som er begynnelsen på alt sammen. De embryonale stamcellene er opphav til det vevet og de organene som blir til et foster.
Etter fødselen skal stamcellene vedlikeholde kroppen.
Mus og mennesker er ulike
At studien kan omsettes til en behandling av hårtap og skallethet, tror hun imidlertid ikke på.
– Problemet er at dette er mus, og mus og mennesker er ganske ulike. De har mye mer hår, og det gror raskere. Hann-mus mister ikke hårene når de blir eldre, som noen menn gjør, sier hun.
– Man må utarbeide en menneskemodell.
Det er også planen ifølge en av de japanske forskerne som i en pressemelding forteller at gruppen planlegger å «forbedre organoide-kulturen med menneskeceller».
Men det er heller ikke så enkelt ifølge Sally Dabelsteen. Da vil man ikke bruke stamceller fra menneskefostre, men høste dem fra en voksen person og programmere cellene tilbake til stamcelle-stadiet.
– Det er mulig, men det er vanskelig, og hvis det er noe som skal transplanteres, må man sørge for at cellene ikke blir frastøtt, sier hun og forklarer at man må ta cellene fra den personen som skal behandles.
– Så kan vi fortsette å spørre om det er noe genetikk i de cellene som gjør at hår likevel ikke vil gro. Hvis du har en sykdom som er genetisk betinget, vil det i noen tilfeller ligge gjemt i de cellene du vil gjøre noe med, sier hun.
