Sykdom eller skade kan føre til store skader på skjelettet ulike steder i kroppen vår, og dette er en av de største utfordringene kirurgene kan støte på.

For eksempel vil sykdommen periodontitt føre til at bein i kjeven gradvis brytes ned og tennene løsner. Når det er så lite bein igjen, vil det også være vanskelig å sette inn nye tenner.

Alt fra ulykker til sykdom og medfødte misdannelser kan føre til store skader på skjelettet, og bein er i dag det mest transplanterte vevet med over en million transplantasjoner årlig bare i Europa.

Den vanligste måten å reparere slike skader på i dag er å operere inn beinvev fra andre deler av pasientens kropp. Det har imidlertid flere negative følger for pasienten, som store smerter og risiko for infeksjon etter operasjonen.  

I tillegg er det også fare for at den nye beinvevet går i oppløsning, og så mye som halvparten kan forsvinne over tid.

Dyrker stamceller

Forskerne jobber derfor med å finne alternative måter å erstatte beinvev på. En av de mest lovende metodene er å bruke stamceller som kan utvikle seg til beinvevsproduserende celler. Det pågår i dag kliniske forsøk med bruk av stamceller for regenerasjon av ulike vevstyper.

Kroppen vår lager ikke nok stamceller til at de kan brukes til andre formål enn de er beregnet for. Forskerne må derfor hente ut en dose og få dem til å formere seg i laboratoriet for så å sette dem inn i kroppen igjen.

Det høres kanskje enkelt ut, men det er en avansert gartnerjobb som må til for å få stamcellene til å vokse og trives – både utenfor og inne i kroppen.

For det første må man finne den riktige typen stamceller. Cellene er også avhengig av en passende scaffold, som er et slags tredimensjonalt stillas som skal sørge for at cellene vokser i riktig fasong. Og for det tredje trenger cellene såkalte vekstfaktorer, som kan sees på som en form for gjødsel.

Stillas med nye materialer

Forskere ved Tissue Engineering Group ved Universitetet i Bergen har kastet seg over utfordringen med å sørge for gode vekstbetingelser for stamcellene.

Etter fire år med midler fra Forskningsrådets program for stamcelleforskning er resultatene så lovende at prosjektet har blitt utvidet og inkludert i internasjonale samarbeidsprosjekter i EUs 7. rammeprogram.

– Tiltakene vi har testet ut, viser at stamceller er en svært lovende tilnærming til å regenerere beinvev. Bruk av stamceller i tissue engineering er lovende sammenlignet med den tradisjonelle behandlingen, forteller professor Kamal Mustafa.

Han har tatt over stafettpinnen etter prosjektleder og professor emirata Kristina Arvidson.

Forskerne har blant annet testet ut nye kombinasjoner av materialer i stillaset som cellene skal vokse på. Mange av materialene som brukes i dag, ødelegges for lett, har en overflate som cellene ikke vil feste seg godt nok til, eller kan gi bivirkninger når de implanteres i kroppen.

Skadene heles bedre

Forskerne i Bergen mener de har funnet en bra miks av syntetiske stoffer. Gjennom samarbeid med ulike forskningslaboratorier i Europa pågår intensiv forskning for å finne spesifikke «byggematerialer» som skal passe til ulike behov.

Målsettingen er blant annet at disse materialene skal brytes passe raskt ned i kroppen, i takt med at den nye beinstrukturen utvikler seg og til slutt klarer seg uten støtte fra scaffolden.

En annen utfordring er at stamcellene ikke danner mange nok blodårer og dermed ikke får næring. Resultatet vil bli at cellene dør etter at de er transplantert inn i kroppen.

Mustafa og kollegene tror imidlertid en kombinasjon av stamceller og endotelceller, som er en viktig bestanddel i blodårer, kan være løsningen på problemet.

– I celler på laboratoriet har vi sett at endotelceller har en signifikant påvirkning på stamcellenes fortsatte utvikling. Vi har også sett at skader i skjelettet hos rotter heles bedre med denne metoden, forteller Mustafa.

Sikter mot forsøk på mennesker

Forskerne i Bergen planlegger nå forsøk på store dyr, og hvis resultatene derfra også er gode, blir det kliniske forsøk på mennesker.

En rekke nye ideer og hypoteser skal også testes ut, blant annet i samarbeid med forskere i Japan, Tyskland, Frankrike, Sverige, Østerrike og USA.

Målet til forskningsgruppen i Bergen er å ende opp med et klinisk verktøy som kan brukes for å reparere skjelettskader.

– Hvis vi lykkes med å etablere denne behandlingen i klinisk praksis, vil vi kunne tilby en mer ideell behandling til de millioner av pasienter på verdensbasis med ulike behov for beintransplantasjoner, sier Mustafa.

Lenke:

Forskningsrådets program Stamcelleforskning (STAMCELLER)