Stamceller er egentlig et ganske utrolig konsept:

Én enkelt type celle kan utvikle seg i en hel drøss ulike retninger og bli til alle mulige spesialiserte celler.

Ved hjelp av nettopp denne evnen kan én eneste befruktet eggcelle lage alle celletypene som trengs i en menneskekropp: leverceller, hjerteceller, blodceller, nerveceller og en haug andre.

forskning.no 20 år

Vi går igjennom hva som har skjedd på ulike fagfelt siden forskning.no ble startet opp.

I tillegg til slike universelle stamceller – som kan bli til alt – finnes også mer spesialiserte stamceller i vev og organer. I benmargen finnes for eksempel stamceller som kan bli til alle de ulike typene blodceller. Slik kan kroppen erstatte celler som dør.

Kunnskapen om stamceller er ikke helt ny.

Forskere har visst at disse cellene eksisterer siden 60-tallet, men det var like før årtusenskiftet at det virkelig ble sus i sakene.

LEs OGSÅ

Det kan være helse­skadelig å ha det for kaldt inne

Lagde stamceller av hud

I 1998 klarte et team av forskere å isolere stamceller fra et menneske-embryo og dyrke dem i laboratoriet. Dette åpnet for svimlende muligheter:

I teorien skulle det være mulig å bruke stamceller til å dyrke fram nye celler og vev – ja til og med hele organer.

Tanken var å bruke dette vevet til å erstatte ødelagte celler og organer, og dermed kurere sykdommer som Parkinson, Alzheimer, diabetes type 1, hjerteinfarkt og slag.

Samme teknikk kunne også kanskje reparere ryggmargsskader etter ulykker, slik at personer med lammelser kunne bevege seg igjen.

Store forhåpninger

Stamceller ble snart et hett tema.

Håp og hype florerte i mediene. Men også forskerne hadde store forventninger, ikke minst drevet av noen fantastiske gjennombrudd utover 2000-tallet.

Den største sensasjonen var arbeidet til den japanske forskeren Shinya Yamanaka.

I 2006 skrev forskning.no om hvordan teamet hans hadde klart å reprogrammere vanlige hudceller hos mus til å bli embryonale stamceller – altså den aller tidligste universalcellen som kan bli til enhver annen celle i kroppen.

Et år senere gjorde de det samme med hudceller fra mennesker.

- Dette var utrolige gjennombrudd, sier Joel Glover, professor ved Universitetet i Oslo og leder for Nasjonalt senter for stamcelleforskning.

Fram til da hadde man trodd at utviklingen bare kunne gå én vei – fra embryonale stamceller til mer og mer spesialiserte stamceller som kan lage stadig færre typer celler.

Men Yamanaka og kollegaene hadde altså reversert denne prosessen. Yamanaka fikk nobelprisen for dette arbeidet bare seks år senere.

Trodde nye behandlinger skulle komme raskt

– For 15 år siden sa jeg i et intervju at vi trolig ville ha en eller annen form for stamcellebehandling for ryggmargsskade innen ti år, forteller Glover.

Han var ikke alene om å ha store forhåpninger.

Allerede på slutten av 1990-tallet snakket forsker og seksjonsoverlege Jan Brinchmann med sine kollegaer ved Oslo universitetssykehus om at de trolig ville bruke stamceller på pasienter ganske snart. De fikk klarsignal for å bygge et laboratorium hvor det var mulig å dyrke slike celler.

– Vi regnet med at stamcellebehandling raskt ville komme inn i klinikken, sier han.

Det samme bekrefter professor Philippe Collas ved Universitetet i Oslo, som har jobbet med stamceller og kloning i 30 år.

Men slik gikk det ikke.

I dag – 20 år etter – finnes fortsatt ingen stamcellebehandling for ryggmargsskader.

Revolusjonerende studier som selskapet Geron startet mot slutten av 2000-tallet, ble plutselig stoppet.

Prosjekter som skulle kurere Parkinson, øyesykdommer eller diabetes, leverte heller ikke resultatene alle håpet på. Og mennesker med sykdom i hjerte, lever eller nyrer kan fortsatt ikke håpe på å få transplantert inn nye organer dyrket fram fra deres egne stamceller.

Hva skjedde?

Komplisert biologi

- Det har vist seg å være mye vanskeligere enn vi trodde å få til behandling for pasienter, sier Brinchmann.

Som forskere på mange felt har opplevd i de siste tiårene, oppdaget også stamcelleforskerne at biologien er mer komplisert enn forventet.

En av utfordringene er at stamcellene utvikler seg i mange trinn, fra universelle stamceller til ferdig spesialiserte celler som leverceller eller insulinproduserende celler.

- For at de skal virke optimalt, må de utvikles helt til sluttstadiet. Men det er ikke så lett å få til det siste steget, sier Brinchmann.

Et eksempel er betaceller som produserer insulin. Hos personer med diabetes type 1 blir disse viktige cellene ødelagt. Man kanskje kan de ødelagte cellene erstattes med nye betaceller, dyrket fram fra stamceller?

- Man klarte å komme fram til det nest siste stadiet før ferdige betaceller, men slet veldig med å få dem til det siste stadiet, som for eksempel er nødvendig for at de skal produsere riktig mengde insulin.

Problemer i praksis

Det samme problemet har dukket opp i leverceller. Forskerne klarer å lage celler som ligner på leverceller hos foster, men cellene greier ikke å gjøre alle oppgavene som trengs.

Heller ikke bruskcellene som Brinchmann og hans kollegaer har jobbet med å utvikle, fungerer like godt som naturlig brusk.

Og selv der forskere har klart å lage nye celler, kan veien til behandling være lang og vanskelig. For hvordan får du de nye cellene inn på riktig plass?

Forskere har for eksempel tenkt seg at nye nerveceller kan brukes til å behandle den svært alvorlige sykdommen ALS, der nervecellene som styrer musklene dør.

Men hvordan får man de nye cellene inn langs hele ryggmargen? Foreløpig finnes det ingen måter å gjøre dette på.

I tillegg har et annet spørsmål spøkt i bakgrunnen: Er vi sikker på at stamcellebehandling ikke gir kreft?

Det er kjent at stamceller som ikke er ferdig utviklet, kan gi opphav til kreftsvulster. Før stamceller kan brukes i nye typer behandling, må det gjøres kjempestore studier for å utelukke slike alvorlige bivirkninger. Det er ikke alltid så lett å få til.

LES OGSÅ

Forskere vet nå mer om sammenhengen mellom kreativitet og psykisk sykdom

Hype, men fortsatt håp

Både Glover, Brinchmann og Collas mener stormen rundt stamceller på begynnelsen av 2000-tallet var en hype.

Likevel er stamcelleforskningen fortsatt viktig. Det er fremdeles et betydelig håp om at den skal gi nye måter å behandle sykdom på i framtida, mener de.

For sakte, men sikkert, begynner resultatene å komme.

- Nå, etter så mange år, ser vi endelig konturene av gode resultater, for eksempel på nytt benvev, sier Brinchmann.

- Det finnes en forskergruppe i Bergen som er verdensledende. Den har utviklet en måte å bygge opp kjevebein på med stamceller og et biomateriale, slik at kjevebeinet blir solid nok til å tåle implantasjon av tenner.

- Dette er den første suksesshistorien med denne typen stamceller, som er blitt ansett som lovende i 20 år.

Internasjonalt skjer det også mye.

Selv om forskerne ikke har klart å lage hele organer, slik de håpet, har de kommet langt i arbeidet med å skape organoider. Dette er små organer fra dyrkede celler.

En nederlandsk gruppe er for eksempel kommet langt i utviklingen av tarm-organoider, som kanskje kan transplanteres inn hos pasienter med Crohns eller andre tarmsykdommer.

Stamceller er ikke løsningen på alt

Samtidig er forskernes ambisjoner kanskje blitt mer realistiske.

Collas tror ikke at stamceller nødvendigvis er løsningen på alle problemene vi trodde de kunne fikse for 20 år siden. Kanskje kommer redningen fra andre forskningsområder.

- De siste ti årene har vi sett en parallell utvikling innen regenerativ medisin med robotikk og elektronikk. Kanskje vil vi ikke kurere lammelser etter ryggmargsskader med stamceller, men med elektriske forbindelser.

På mange måter er fysikken i elektronikk og robotikk enklere å forstå og kontrollere enn de utrolig komplekse systemene i biologien, sier Collas.

Han mener likevel at stamceller kan spille en stor rolle i medisinsk behandling i framtida.

- Jeg tror det blir utvikling av vev som kan transplanteres inn. Dessuten er det lovende for sykdomsrettet testing av legemidler, sier han.

Kunnskap om mekanismene bak

Stamcelleteknologi gjør det nemlig mulig å finne fram til best mulig behandling av enkeltpasienter, uten å måtte prøve og feile på pasienten selv, forklarer Brinchmann.

Det kan for eksempel gjelde en person med en genetisk sykdom som gir hjerterytmeforstyrrelser.

- Da kan vi ta hudceller fra pasienten, lage umodne stamceller av dem og dyrke dem i laboratoriet. Så kan vi lage hjerteceller fra disse stamcellene.

- Vi kan da se at hjertecellene har rytmeforstyrrelser og teste ulike medisiner, til vi finner den som virker best på akkurat denne forstyrrelsen, sier Brinchmann.

Dessuten kan forskerne bruke disse stamcellene til å forstå mekanismene som fører til rytmeforstyrrelsene og hvorfor de oppstår i utgangspunktet.

Nettopp slik forståelse av grunnleggende mekanismer i menneskekroppen er et av de store utbyttene av de siste 20 åra med stamcelleforskning.

I dag vet vi mye mer om prosessene som styrer stamcellene. Hva som får en viss stamcelle til å bli til en beincelle, og ikke en fettcelle eller bruskcelle.

- Vi forstår også mer om de tidligste fasene i fosterutviklingen, sier Glover.

- Det er viktig, fordi man regner med at mange sykdommer oppstår allerede da. Det kan oppstå utviklingsforstyrrelser som disponerer for sykdom senere i livet.

Organoider – som minihjernene forskerne har klart å dyrke fram – vil etter hvert gi oss enda mer innsikt i hvordan kroppen vår fungerer.

Mer kunnskap om slike mekanismer kan på sikt gi nye måter å forebygge eller behandle sykdom.

- Jeg vil si at innen de neste 20 årene har vi flere eksempler på stamcelleskapt vev og organer som brukes i klinikken. Om 50 år er det kanskje mange eksempler, sier Glover.

Men ikke hele hjerter.

Det tror han vi må vente lenge på.

—————

Denne saken kan du også lese på engelsk på sciencenorway.no

LES OGSÅ

Norge kan gjøre Europa mindre avhengig av kritiske mineraler fra Kina