Her lager forskere små hjerner av hud

Gjennom å kode om hudceller til å bli hjerneceller, har forskere klart å dyrke frem mange små menneskehjerner. På noen av dem har det begynt å gro frem pupiller.

Published

– Vil du bli med og se på minihjernene vi har laget? spør Magnar Bjørås, professor i medisin ved NTNU.

– Vi har mange minihjerner på laboratoriet. Vi har laget dem av hudceller, fortsetter han.

– Ja. Jøss. Jo. Klart det. Men altså, er de ekte?

– Ja, vi kodet om hudceller til å bli hjerneceller. Så satte vi de til dyrking, sier han, sånn helt hverdagslig.

Svarte prikker er små pupiller 

Som om det å kode om celler er like vanlig som å spise en brødskive til lunsj, men for noen er det kanskje nettopp det. Fra et slags kjøleskap henter han ut et glass med noe som ser ut som litt utvannet rød saft.

Og der inne, som små snøflak, virvler minihjernene rundt og rundt. Det er nesten så en ikke kan tro at det er sant, men slikt finnes altså på et helt vanlig laboratorium i tredje etasje ved NTNU i Trondheim. Her er det faktisk mange røde saftglass med minihjerner.

– Hva er de svarte prikkene på minihjernene?

– Det ser ut som om det gror frem pupiller. Hvis vi hadde hatt blodtilførsel til hjernene, ville de vokst seg helt ut med pupiller og alt. Det er mulig å gjøre det, men det er veldig komplisert. Så det har vi ikke gjort ennå, sier Bjørås.

Laget en mus av en hudcelle 

Magnar Bjørås er professor i medisin ved NTNU. (Foto: Julie Gloppe Solem, NTNU)
Magnar Bjørås er professor i medisin ved NTNU. (Foto: Julie Gloppe Solem, NTNU)

– Det kommer til å skje enormt mye på dette feltet fremover. Genterapi har allerede møtt mennesker. Teknologi for å endre på de omtrent 20 000 «oppskriftsbøkene» mennesker har i seg, finnes allerede, sier Bjørås.

Alt dette er så klart helt hverdagslig for en mann som fra barnsbein av har vært ekstremt nysgjerrig på å forstå det usynlige puslespillet som utgjør alt levende liv.

Det er kanskje akkurat det som kan komme til å skje en gang i fremtiden: At det å dyrke frem nye hjerneceller blir hverdagslig, at det å lage nye organer blir hverdagslig, og at det å endre på menneskets oppskriftsbok blir hverdagslig.

Det har i hvert fall skjedd mye siden musa Tiny ble født for elleve år siden etter å ha blitt laget av en hudcelle som ble kodet om. Så kanskje er fremtida hvor alt dette er hverdagslig akkurat nå. Noe endrer seg i hvert fall i et rasende raskt tempo.

Fostret frem lam i kunstig livmor 

I fjor kom verdens første genmodifiserte laks til salgs i butikkene i Canada. Genene på den hadde blitt endret slik at den ikke kan reprodusere seg med villaks. I fjor ble også lam født etter å ha blitt fostret frem i en kunstig livmor. Genredigeringsmetoden CRISPR ble prøvd ut på både mennesker og embryoer. CRISPR vil si at man ved bruk av et enzym klipper ut deler av DNA som skaper sykdom, eller hva man nå vil at det skal klippe bort. Da vil det være borte for alltid. Det kan klippe bort arvelig kreft, HIV eller Alzheimer. CRISPR har også blitt utført på en pasient i USA.

– Forskningsgruppa mi samarbeider tett med Kavli-instituttet ved NTNU. For å si det enkelt: De finner cellene, mens vi studerer det som er inne i cellene. Det jeg prøver å forstå, er arveanlegget – helt ned til cellenes atomnivå, forteller Bjørås.

For å lage nye organer 

Det skal han bruke til å forstå hva som vedlikeholder en frisk celle, hva som skaper sykdom og hvordan man skal lage nye organer.

– Det er farlig og komplisert å hente ut hjerneceller av mennesker. Derfor koder vi heller om hudceller til å bli hjerneceller. Man kan også bruke stamceller fra fosterstadiet. De kan brukes til å bli hva som helst: hjerneceller, hudceller eller leverceller, sier forskeren.

– Hva skal du bruke minihjernene til?

– Det vi holder på med her er grunnforskning, men gjennom genterapi kan man tilføre genmateriale som for eksempel hjerneceller – til en syk pasient. Hvis sykdommen skyldes en genfeil som gjør at det ikke produseres funksjonelt protein fra et bestemt gen, kan genfeilen korrigeres slik at cellen produserer friskt protein.

– Man kan også tilføre gener som gir cellene sykdomsbekjempende egenskaper. Et annet eksempel er gener som gjør at immunceller gjenkjenner og dreper celler som skaper sykdom, forklarer Bjørås.

Måtte isoleres fra verden

Genterapi er ikke noe nytt, egentlig, selv om verktøyene som CRISPR er nye. Første gang genterapi ble prøvd var i 1990 da fire år gamle Ashanti DeSilva i USA fikk behandling for en arvelig genetisk sykdom, ADA-SCID. Sykdommen er livstruende fordi immunforsvaret ikke klarer å bekjempe bakterier, virus eller sopp.

Ubehandlet lever svært få barn lenger enn to år. DeSilva ble raskt bedre etter behandlingen og trengte ikke lenger å isoleres permanent fra omverdenen. Dette åpnet for en rekke genterapeutiske utprøvinger på pasienter med ulike arvelige sykdommer de påfølgende årene, og mange av dem ble friske.

Men genterapi var den gang et krevende landskap som var teknisk vanskelig, og noen pasienter fikk alvorlige bivirkninger av behandlingen. I to tilfeller døde pasientene som følge av bivirkninger. Dette førte til at utviklingen på feltet stoppet litt opp. Men for mange med livstruende sykdommer har genterapi vært det eneste håpet. Etter hvert har metodene for genterapi blitt bedre, slik at risikoen for alvorlige bivirkninger har sunket betraktelig.

Det er i dag mange typer genterapi under utprøving for en rekke ulike sykdommer, og de forventes å få stor betydning for medisinsk behandling fremover. I 2016 ble en genterapi for ADA-SCID godkjent i EU – nesten 30 år etter at de første utprøvingene fant sted.

Eldre kan få nye hjerneceller 

– En viktig pasientgruppe fremover er den aldrende befolkningen. Når man er cirka 70 år, har man gått tom for hjernestamceller. Med genterapi kan man forlenge dette, slik at mengden hjernestamceller blir større. Man kan for eksempel også kurere Parkinson som skyldes at en bestemt type celler dør, sier Bjørås.

Det kan ta tid før metoder om genterapi blir tilgjengelige for pasienter ettersom det normalt tar flere år fra forskningsstadiet til en behandling blir godkjent. Noen av mulighetene innen genterapi har blitt godkjent, men de fleste genterapier vil sannsynligvis også være svært kostbare. Bioteknologirådet skriver på sine hjemmesider at tilbud om behandling i stor grad vil bli et spørsmål om prioritering i helsevesenet.

Referanser:

Bjørge, M.D. mfl:Synergistic Actions of Ogg1 and Mutyh DNA Glycosylases Modulate Anxiety-like Behavior in Mice. Cell Reports. (2015) (sammendrag) doi: 10.1016/j.celrep.2015.12.001.

Olsen, M.B. mfl: NEIL3-Dependent Regulation of Cardiac Fibroblast Proliferation Prevents Myocardial Rupture. Cell Reports. (2017) (sammendrag) doi: 10.1016/j.celrep.2016.12.009.

Borenstein, S.: Whole mice created from skin cellsNBC News. (2009)