Forskere har funnet ut hvordan de kan implantere menneskelige embryoniske stamceller i rottehjerner, og få dem til å utvikle seg til nerveceller. Dette er et viktig skritt på veien mot stamcelleterapier som kan kurere farlige sykdommer.
Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.
Ved først å bade cellene i en enkel cocktail av proteiner, fikk forskerne de til å utvikle seg til nerveceller, eller nevroner, når de ble ført inn i de levende rottenes hjerne eller ryggmarg.
nevroner
Nevroner er nerveceller med alle forgreninger eller utløpere. Nervecellene varierer sterkt i størrelse og form.
Utløperne er av to slag, dendritter og nevritter. Dendrittene forgrener seg i cellens nærmeste omgivelser og leder inntrykk inn til cellen.
Nervecellene har bare én nevritt (eller akson) som kan bli meget lang (hos mennesket over én m). Nevritten kan være sterkt eller lite forgrenet. Den leder inntrykk ut fra cellen. I sine endeforgreninger har nevritten kølleformede fortykkelser, endeføtter, som etablerer kontakten med andre celler.
Kontaktstedet kalles en synapse. Hver nervecelle har mellom 10 000 og 150 000 kontaktsteder. Ved synapsene er de enkelte nervecellene skilt fra hverandre ved en smal spalte. Her foregår impulsoverføringen fra et nevron til et annet, eller impulsen blir blokkert.
I motsetning til de fleste nervecellene som i sin helhet ligger innenfor hjerne og ryggmarg, finnes det andre som sender sin nevritt ut av sentralnervesystemet. Disse danner det perifere nervesystem («nervene»).
Som i sentralnervesystemet er mange av dem omgitt av en margskjede, og i tillegg en tynn bindevevskjede. En nevritt med sine skjeder kalles en nervefiber.
Bunter av nervefibrer holdes sammen av bindevev som også danner et hylster omkring hele nerven. Nervene varierer sterkt i tykkelse. Den tykkeste hos mennesket (isjiasnerven) er som en lillefinger.
For å kurere nevrodegenerative sykdommer som Parkinsons og Alzheimers, eller for å kurere ryggmargsskader, må nye nevroner vokse istedenfor de som er skadet.
Tidligere problemer
Tidligere har forskere hatt store problemer med å få implanterte stamceller til å utvikle seg på riktig måte.
På tross av at de har potensial til å utvikle seg til en hvilken som helst type celle, har de enten ikke utviklet seg i det hele tatt, eller de har blitt til støtteceller heller enn nevroner. Veldig få har faktisk utviklet seg til å bli nevroner.
Hjelper cellene i riktig retning
- Vi har brukt proteiner som er involvert i utviklingen av nevroner for å peke cellene i riktig retning, før vi feller dem inn, sier Ping Wu ved University of Texas Medical Branch i USA til journalen Nature.
Ved å prøve og feile med forskjellige kombinasjoner av vekstfaktorer og støtteproteiner kom forskergruppa til slutt fram til en blanding av tre proteiner som retter cellene inn mot å bli funksjonelle nevroner.
Nesten alle cellene ble nevroner
Vel inne i de friske rottenes hjerner og ryggmarger, utviklet de proteinbadede cellene seg nesten utelukkende til nevroner.
Det ble dannet forskjellige typer, inkludert den såkalt kolinergiske typen, som er kritisk for de regionene i hjernen og ryggmargen som blir påvirket av mange nevrodegenerative sykdommer.
Cellene utviklet seg til spesielle nevroner basert på hvor de ble felt inn i hjernen eller ryggmargen.
Langt fram
Skeptikere mener det vil bli interessant å se om cellene klarer å lage de riktige forbindelsene, og om man kan være trygg på at rottene ikke utvikler svulster på et senere tidspunkt.
- Vi vil finne ut om cellene kan differensiere på den samme måten i dyremodeller med sykdommer eller skader i sentralnervesystemet, før vi vurderer å bruke dem i mennesker, sier Wu.
Det er fremdeles en lang vei å gå. Forskerne vil først implantere proteinbehandlede stamceller i rotter med ryggmargsskader.
Kan cellene danne riktig kontakt og kommunisere?
Annonse
- Den neste utfordingen er å se om de faktisk danner den riktige kontakten med de riktige målene - for om motornevroner transplantert inn i ryggmargen klarer å sende fiber, eller aksoner, til muskler, sier Wu til BBC.
Deretter vil forskerne undersøke om cellene kan frigi nevrotransmittere, og om det finner sted en funksjonell bedring på lang sikt.
Kontroversiell forskning
Behandlingsformer som involverer embryoniske celler er de mest kontroversielle av de foreslåtte stamcelleterapiene.
I Norge vil for eksempel Regjeringen forby all forskning på befruktede egg fra mennesket.
Referanse:
Wu, P. m.fl; Region-specific generation of cholinergic neurons from fetal human neural stem cells grafted in adult rat; Nature Neurocience 5; 1271 - 1278; 2002.
