Fra spesialiserte til universale celler

Et sensasjonelt forskningsresultat som viser at voksne celler kan omprogrammeres til å oppføre seg som embryonale stamceller, havner i skyggen av politiske og etiske disputter.

Publisert
"Professor Shinya Yamanaka har sluppet en bombe av et forskningsresultat på det internasjonale miljøet for stamcelleforskning."
"Professor Shinya Yamanaka har sluppet en bombe av et forskningsresultat på det internasjonale miljøet for stamcelleforskning."

I august i år offentliggjorde professor Shinya Yamanaka fra Universitetet i Kyoto i Japan, resultater som viser at voksne og spesialiserte celler faktisk kan manipuleres til å oppføre seg som om de var universalceller fra et embryo, bare ved å føre fire gener inn i dem. Forsøkene ble utført på mus.

Dette er mildt sagt en stor oppdagelse på stamcellefeltet. Det er riktignok veldig tidlig forskning, og ingen vet hvor det bærer hen, men prinsippet er besnærende.

Siden et slikt resultat åpner muligheten for å unngå alle de etisk problematiske sidene ved bruk av stamceller i forskning og medisinsk behandling, skulle man tro at saken ville vekke stor interesse.

Isteden er nyheten blitt overdøvet av politiske hendelser og nyheter om hvordan embryoer kan brukes i forskning uten at de blir ødelagt. Her får du litt bakgrunn om saken.

Befruktet egg

Se for deg et egg fra en kvinne som befruktes av en sædcelle. En celle som inneholder helt nytt arvemateriale har blitt til, med potensial til å bli et menneske.

Cella begynner å dele seg, den blir til en celleklump. Hvis denne befinner seg inne i livmoren til en kvinne, vil klumpen fortsette å vokse, bli til et foster, og senere et barn. De aller første cellene er altså opphav til alle de forskjellige cellene et menneske har i kroppen.

Disse første cellene er dermed en slags universalceller som kan utvikle seg til spesialiserte celler med bestemte oppgaver i kroppen. På forskningsspråket sier man at de er omnipotente.

En god del befruktede egg kommer aldri inn i en livmor. Egg som blir befruktet i prøverør kan bli til overs ved assistert befruktning. De blir enten kastet i søpla, eller donert til forskning. I enkelte land blir egg befruktet i laboratoriet kun med det formål å donere embryoet til vitenskapen.

Etisk diskusjon

Embryonal stamcelleforskning er nemlig et voksende forskningsfelt. I takt med stadig flere forskningsprosjekter som tar i bruk stadig flere embryonale stamceller, vokser de etiske og moralske kontroversene rundt dem.

Er det forsvarlig å bruke embryo til forskning, når formålet er å utvikle behandlingsmetoder som en gang, langt inn i fremtiden, kanskje kan kurere noen av dagens uhelbredelige sykdommer, for eksempel Parkinsons, diabetes eller ryggmargsskader?

Ideen er at disse universalcellene på en eller annen måte kan brukes til å helbrede kroppen, fordi de kan erstatte syke eller skadde celler. Forskjellige land har veldig ulike regler for stamcelleforskning.

Gartneren og stiklingen

Vi skifter til et nytt bilde: Se for deg en gartner. Han er i ferd med å skjære en stikling av en plante, og setter den i jord, i en egen potte. Stiklingen slår rot, og blir etter hvert til en helt ny plante, selv om gartneren aldri plantet noe frø.

Hva om det var mulig å hente en voksen og spesialisert celle, for eksempel en hudcelle, fra et menneske, plassere den i et spesielt miljø, og få den til å bli en slags menneskelig stikling for alle typer celler - fra nerveceller til fettvev og muskelceller?

Én ting er sikkert: Det ville være en effektiv måte å unngå alle de etiske og moralske flokene på - hvis det er et mål i seg selv.

Voksne stamceller

Parallelt med forskning på embryonale stamceller har det hele tiden foregått forskning på voksne stamceller. I kroppen til alle mennesker finnes det mange forskjellige typer av slike voksne stamceller. Stamceller i beinmargen lager blodceller, mens stamceller i hjernen lager nerveceller.

Voksne stamceller brukes i dag i vanlig medisinsk behandling. Den mest utbredte behandlingen av denne typen, er overføring av beinmargceller mot blodkreft.

Tidligere trodde forskningsmiljøet at de voksne stamcellene var begrenset til å kunne produsere én bestemt celletype. Dette viste seg å være feil. I dag vet vi at de voksne stamcellene er mye mer fleksible, og kan bli til mange av kroppens celler. Forskerne kaller dem multipotente.

De finnes dessuten mange flere steder i kroppen enn man tenkte seg i starten. Den generelle oppfatningen er imidlertid at de voksne stamcellene ikke er like universelle som de embryonale. Oppdagelsen av en teknikk som gjør at hudceller hos mus kan bli like fleksible som embryonale stamceller, er derfor mildt sagt oppsiktsvekkende.

Retorisk mønster

I debatten om etikk og stamceller, har forskjellene mellom embryonale og voksne stamceller etter hvert blitt del av et retorisk mønster som har kjørt en kile mellom den gruppen forskere som arbeider med embryonale stamceller, og de som ser på adulte stamceller - så vel som deres støttespillere og tilhengere.

Denne retorikken har slått rot alle steder hvor disse temaene diskuteres, være det seg på vitenskapelige seminarer, i debatter på fjernsynet eller i politisk sammenheng.

Motstanderne av forskning på embryonale stamceller sier at denne typen forskning er uetisk, satt litt på spissen - fordi den tar bruker og dreper små menneskespirer til fordel for andre levende mennesker. Tilhengerne av forskning på embryonale stamceller sier at det ikke er tilstrekkelig å forske på de voksne stamcellene - de er ikke like gode, eller fleksible, som de embryonale.

Kloning

I tillegg er det enda en etisk debatt som spinner omkring det å utvikle embryonale stamceller til bruk i behandling. For å gjøre dette mulig, ser forskerne nemlig for seg at det vil være nødvendig å klone en embryonal stamcelle med én av pasientens egne celler.

Mer spesifikt vil arvematerialet fra for eksempel en voksen hudcelle, settes inn i den embryonale stamcella og erstatte arvestoffet som allerede er der. Formålet er å få såkalt pluripotente stamceller, som kan bli til de fleste av kroppens celletyper og som passer til pasienten - uten at immunsystemet støter dem fra seg.

Tidligere ble dette kalt terapeutisk kloning. Nå kaller man det heller embryonale stamceller som har fått en kjerneoverføring.

I laboratoriet vil dette i teorien kunne gi en stamcellelinje med pasientspesifikke celler, som ikke blir avvist av kroppens immunsystem. Teoretisk sett vil det også være en mulighet for at forskere som virkelig forsøker, kan få en slik celle til å vokse til en menneskeklon i en kvinnes livmor.

Juksemakeren Hwang

Pasientspesifikke stamcellelinjer var kjernen i årets største forskningsskandale, da den sørkoreanske stamcelleforskeren Woo Suk Hwang ble avslørt i å ha fabrikkert forskningsresultater som hevdet at han var den første til å skape en pasientspesifikk stamcellelinje fra et klonet embryo.

Hwang brukte over 2 000 embryo, og fikk i virkeligheten ingen resultater - på tross av at han hadde den beste teknologien tilgjengelig.

Han er fortsatt den eneste som har hevdet å få til stamcellelinjer gjennom terapeutisk kloning. Siden dataene var forfalsket, er det så langt ingen forskere som har klart å gjøre dette.

De fleste stamcelleforskere mener det bare er et spørsmål om tid, men ting tyder på at det er vanskeligere enn man har trodd.

Skrur klokka tilbake

Det har imidlertid blitt gjort med dyreceller. Dessuten har vi vel alle sett nyhetssendinger som forteller om klonede dyr. Et av de aller største spørsmålene innen stamcelleforskningen er nettopp hvordan kloningsprosessen er i stand til å praktisk talt skru klokka tilbake for differensierte celler, og føre dem tilbake til sitt opprinnelige embryonale potensial.

Vi kan si at stamcelleforskningens hellige gral må være en metode som konverterer voksne stamceller direkte til embryonale stamceller, uten å ta i bruk embryo, og uten å klone.

Mye av forskningen på dette området går derfor ut på å identifisere de genetiske faktorene som gjør en embryonal stamcelle embryonal, i motsetning til spesialisert, som de fleste cellene i kroppen til et menneske. Hvilke gener er slått på, og hvilke gener er slått av, i en embryonal stamcelle?

Yamanaka

Inn på arenaen kommer så professor Yamanaka. Den store entreen gjør han fredag 30. juni i år, under verdens største internasjonale stamcellekonferanse (ISSCR), i Toronto i Canada.

Her går han på podiet og forteller at han har klart å få hudceller fra mus til å oppføre seg som stamceller, bare ved å legge til fire gener.

Hakene faller og det går et forbløffelsens sus gjennom forsamlingen. Yamanaka kaller cellene for induserte pluripotente stamceller, og forklarer hvordan forskningsgruppen hans har arbeidet med dette i over sju år.

- Vi visste at teknologien var vanskelig og kanskje til og med umulig, forklarte Yamanaka til en liten forsamling på Voss, under et seminar om de etiske sidene ved stamcelleforskning i forrige uke, arrangert av Seksjon for medisinsk etikk ved Universitetet i Oslo.

Han var likevel fast bestemt på å prøve å få somatiske celler til å bli celler som lignet på embryonale stamceller, uten å bruke noen embryo. Selv om den endelige oppskriften for å få dette til, synes å være enkel, er det ingenting som tyder på at forskningsprosessen har vært det. Du kan lese mer om prosessen i denne saken.

Stamceller i nyhetene

Med såpass sensasjonelle resultater, hvorfor har omtalen vært relativt beskjeden?

Det er ikke lett å svare på. Det har ikke akkurat manglet på nyheter om stamceller og relaterte hendelser.

For eksempel har vi fått høre mye hvordan at den amerikanske presidenten George Bush 19. juli nedla sitt aller første veto, mot et forslag som ville lempet på de strenge føderale reglene for stamcelleforskning i USA.

Vi har fått høre om forskere i Massachusetts som fortalte at de hadde vist at de mestret en teknikk som gjør det mulig, i teorien, å hente ut enkeltvise stamceller fra et embryo for å dyrke stamceller, uten å skade embryoet.

En annen nyhet i samme type kategori fikk mye oppmerksomhet i forrige uke. Spanske forskere offentliggjorde at de hadde klart å få en menneskelig, embryonal stamcellelinje fra et embryo de definerte som dødt.

Blandet mottagelse

På etikkonferansen på Voss fikk Yamanaka spørsmål om hvordan forskningen hans hadde blitt mottatt.

- Generelt sett er forskere som jobber med adulte stamceller positive til dette, mens de som jobber med embryonale stamceller ikke er like positive, fortalte Yamanaka.

- Noen mennesker sier at det ikke er nødvendlig å studere menneskelige embryonale stamceller etter dette funnet, men det var ikke det jeg mente å si i det hele tatt. Vi trenger fortsatt forskning på menneskelige embryonale stamceller, sa han.

Yamanaka fortalte også at forskningsresultatene fikk en blandet mottagelse av pasienter.

- Noen ønsket funnet velkommen, mens andre forskere sa at jeg forstyrret forskningen på menneskelige embryonale stamceller.

Lang, lang vei å gå

For å gjøre det helt klart: Det er en svært, svært lang vei å gå fra Yamanakas nye funn, til vi er i nærheten av å bruke denne teknologien i noen form for behandling på mennesker. Det er dessuten mulig at dette aldri kommer til å skje.

Ett av de mange problemene med teknikken i dag, er at forskerne må bruke retrovirus for å føre de fire genene inn i cellene, så de aner rett og slett ikke hvordan cellene vil fungere i menneskelige systemer. Forskergruppen er derfor ikke i nærheten av å snakke om kliniske tester, altså tester på mennesker.

Dessuten kan det rett og slett hende at denne typen celler aldri vil bli tatt i bruk i behandling, men at forskningen på dem fører til oppdagelsen av andre medisinske metoder.

- Siden vi bare trengte fire faktorer for å gjøre dette, er det mulig vi kan identifisere molekyler i fremtiden - kjemikalier - som kan indusere disse fire faktorene i kroppen.

Nye etiske problemer

Usikkerheten som er knyttet til alle former for stamcelleforskning, og det faktum at alle denne forskningen er på et veldig tidlig stadium, gjør det tydelig at ett lovende funn innen én retning av forskningen, ikke vil føre til at de andre retningene legges ned. Som sagt, så er det ingen som vet hvor det hele vil føre oss i fremtiden.

Yamanaka forteller selv at én av grunnene til å gjennomføre denne forskningen, er muligheten for å kunne unngå de etiske problemstillingene. Han er imidlertid klar over at han kanskje er med på å skape et nytt etisk problem.

- Resultatene betyr at vi i fremtiden kanskje kan lage nye mennesker fra hudceller, sier han.

Referanse:

Kazutoshi Takahashi og Shinya Yamanaka; Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors; Cell; 25. august 2006; DOI 10.1016/j.cell.2006.07.024. PDF her

Lenker:

Science: Adult Cells Relive Their Youth
Nature: Stem cells: A recipe for reprogramming
Cell Press: With few factors, adult cells take on character of embryonic stem cells