BioGerontologi.se

För er som missade 15e avsnittet ”Celler” av Vetenskapens värld på SVT2, kan ni se hela dokumentären här på SVT Play:
http://svtplay.se/t/102814/vetenskapens_varld

Missa inte kvällens avsnitt av Vetenskapens värld på SVT2 klockan 20.00 idag, 3 maj.

Snart kan vi laga oss själva med våra egna celler, stamcellerna. Vetenskapens värld berättar i kväll om stamcellens historia. Vi möter Sir John Gurdon, 77-årig brittisk biolog och het nobelpriskandidat. Han klonade världens första djur, en groda, redan 1958 långt före fåret Dolly. Vetenskapens världs reporter besöker också en nyupptäckt 5 000 år gammal kultplats i Skåne samtida med brittiska Stonehenge.

Sir John Gurdon upptäckte att människans celler innehåller mycket mer information än de använder. Hans upptäckter visar att varje cell, trots att den utvecklats vidare och blivit en hudcell eller en levercell, fortfarande behåller all information som behövs för att bli någon annan cell. Denna egenskap hos cellen är grunden för stamcellsforskningen, vars mål är att använda outvecklade celler och få dem att utvecklas till det man själv önskar.¹

Forskare på Harvard Medical School i Boston, USA, har gjort en upptäckt där man funnit att ungt blod har en förmåga att föryngra en äldre kropps blod. Forskarna satte samman kirurgiskt en äldre mus och en ung mus blodsystem, så att den äldre musens blod blev exponerat för den unga musens blod. Forskarna fann att den äldre musens blodstamceller blev föryngrade, och att även hela blodsystemet föryngrades. De vet inte varför resultatet blev så, men det mesta tyder på att stamceller agerar efter den miljö de exponeras för.¹

Se också en intervju med Amy Wagers, en av forskarna bakom studien här (engelskt tal).²

Metoderna för att transplantera in stamceller i kroppen har varit krångliga, främst beroende på att miljön är ganska hård där de sätts in, samt att kroppens immunförsvar går till attack mot de transplanterade unga stamcellerna. Forskare på Hong Kongs universitet och Massachusetts teknologiska institut, har tillsammans förbättrat denna transplantationsteknik. För forskarna var det viktigt att kunna skapa en miljö som reglerade cellernas aktivitet genom att försena deras tillväxt och mognad, samt att försvara dem mot kroppens immunförsvar. Den huvudsakliga metoden de utvecklade för att komma runt problemen var att använda sig av nanoteknik, där de byggde upp en byggnadsställning av nanofibrer, som stamcellerna sedan kunde växa till sig på i bestämda former. Metoden kallas för ”självorganiserande byggnadsställning av nanofibrer” (SAPNS).

Genom att de manipulerade celltätheten och användningen av SAPNS, kunde stamcellerna växa till sig utan negativ snabb tillväxt och attack från immunförsvaret. Stamcellerna höll sig unga och undvek negativ föråldring. Dessa metoder användes vid stamcellstransplantation till nervsystemet, och har en framtida potential att kunna användas vid skador och sjukdomar i nervsystemet, men också för regenerering av andra vävnader eller organ. Metoden gör också att immunosupressiva läkemedel kommer att vara överflödiga.¹

Inslag i berömda CBS 60 Minutes om regenerativ medicin, den framtida möjligheten att kunna odla nya kroppsegna organ. 2 delar nedan från YouTube, engelskt tal.

Del 1

Del 2

Amerikanska forskare har lyckats programmera om celler från blodet till stamceller. Omprogrammeringen är så lyckad att molekylärt och funktionsmässigt finns det ingen märkbar skillnad i jämförelse med embryonala stamceller.

Tillvägagångssättet för omprogrammeringen gick till så att blod togs från en 26-årig manlig donator, och från detta blod isolerade forskarna CD34+ celler, en typ av stamcell som producerar blodceller. CD34+ cellerna fick sedan kultiveras. Efter kultiveringen infekterade forskarna cellerna med virus som hade reprogrammeringsfaktorer, så kallade gener som liknar embryonala stamceller som kan omvandla blodceller till stamceller på en embryonivå.

Efter två veckor analyserade man cellerna för att finna de celler som visade molekylärt och funktionsmässigt likheter med embryonala stamceller, och de fann att de lyckades. Dessa nya stamceller testades senare i in vitro (biokemisk process i glas) och dessa stamceller kunde omvandlas till alla möjliga celltyper som förekommer i en människas kropp.

Kommentar
Stamceller är en viktig nyckel för att bota svåra sjukdomar och åldrande, och kommer i framtiden vara daglig medicin. Idag står vi i början på denna fantastiska utveckling av stamcellsforskning. Forskningen handlar idag mer om att ta fram stamceller än att tillämpa de medicinska aspekterna av stamcellsterapi. Metoderna för att ta fram stamceller baserar sig huvudsakligen på ett sätt idag, och det är att ta dem ”färdiga” från embryon. Detta är ett enkelt sätt, men inte det optimala sättet då det finns en hel del hinder kring det:

1. Embryonala stamceller kommer från mänskliga embryon genom in vitro-fertilisering. Detta är det begränsad tillgång på samt har en hel del etiska aspekter.
2. Embryonala stamceller är främmande för andra kroppar. Placeras främmande celler till en annan kropp riskerar den att stöta ifrån de nya cellerna.
3. Att ha främmande celler i kroppen löper inte bara avstötningsrisk, utan också andra risker kan föreligga inklusive okända.
4. Främmande celler har också främmande DNA/gener, vilket minimal kunskap finns om hur det kan påverka kroppen.

Tekniken som de nu amerikanska forskarna har tagit fram är det sätt som är det svåra, men också det medicinskt mest korrekta, då man jobbar med egna celler. Egna celler som odlas till organ, leder eller liknande och sedan opereras tillbaka löper minimala risker från att stötas ifrån av den egna kroppen. Tillgångsfrågan är också ett mindre problem, då patientens egna blod blir källan för stamcellerna.

Framtiden kommer visa ännu mer spännande upptäckter och tekniker inom stamcellsterapi. Nu handlar det om att ta fram en stabil metod för att skapa kroppsegna stamceller, där steg två sen är att lära sig programmera om cellerna med full kontroll, och steg tre att odla helt nya organ.

Källa
American Society of Hematology – Study Finds Blood Cells Can Be Reprogrammed to Act as Embryonic Stem Cells

Snart kommer ledskador från både ålder, olyckor och sportorsakade vara ett minne blott. Forskare på University College i London lyckades odla fram nya broskceller genom att ta embryonala stamceller och plantera dem bredvid broskceller. Och utifrån detta omvandlades stamcellerna till brosk. Detta skulle kunna ersätta dagens tekniker med proteser och liknande begränsade terapier. Troligen kommer testerna ta minst 5 år innan det kan påbörjas några tester på människor. Nya knäskålar, handleder, öron, näsor med mera skulle kunna återskapas.

Kommentar
Stamceller kommer definitivt vara en viktig del av framtidens terapier mot åldersrelaterade skador och sjukdomar. Problemet med detta exempel med embryonala celler, är att det är celler från annan kropp. Att transplantera dessa celler till sin egen kropp skulle innebära evigt intag av immunosuppressiva läkemedel, för att inte stöta bort cellerna, precis som organdonation.

För att den framtida generativa stamcellsterapin ska fungera optimalt, måste man istället ta kroppsegna celler, om inte ens egna stamceller som faktiskt existerar i våra kroppar trots vuxen ålder. Det handlar bara om att hitta dem, hitta friska exemplar, kanske reparera dem, och slutligen få dem att omvandlas till den celltyp man önskar.

Exempel på just detta med egenodlade celler, så har forskare på Bristol University precis lyckats i förra månaden med detta. Forskarna tog stamceller från benmärgen på en artrospatient och odlade dessa i ett laboratorium. Genom detta lyckades de odla fram en 13 millimeter lång broskbit, som sedan kunde operera in i patientens knä. Det fanns dock ett par ”tekniska” komplikationer med broskets struktur, men inget som gick att lösa och går att lösa i framtiden.

Artikel
BBC News – Cartilage grown from stem cells
University of Bristol – A stem cell bandage for your knee

Bild copyright Univeristy of Bristol

Det forskas inte bara i att ta fram nya terapier för att regenerera kroppsvävnad i form av hud och organ, utan också försök i att ta fram blodkärl.
Att kunna odla nya blodkärl skulle kunna användas i många kritiska situationer, exempelvis för att kunna återställa blodflödet till hjärtmuskulaturen, där det ofta har stypts av vid en hjärtinfarkt. Även andra områden där vävnad har skadats och har minimal blodflödestillgång kan terapin användas för.

I nya försök på möss har forskare lyckats odla fram nya blodkärl, främst kapillärsystem. Problemet med att forskningen tar tid är att kapillärer är komplexa blodkärlssystem och kan liknas vid ett detaljerat nät. Det positiva är man inte har behövt använda celler direkt från blodkärl för att kunna odla dessa, utan man har lyckats framställa det från blod och benmärg.

Kommentar:
Denna forskning skulle ge mer svar åt hur cancertumörer utvecklas, då dessa utvecklar nya blodkärl för att kunna växa. Alternativt kan blodkärlsregenerering ge kunskaper om nya terapier för att behandla cancer.

Artikel:
BBC NEWS – Human blood vessels grown in mice

Det är tillåtet att skapa embryon av blandat djur- och människomaterial, avgjorde brittiska underhuset på måndagen med 336 röster mot 176.

Därmed öppnas stamcellsforskningen för nya möjligheter, och kanske bättre tillgång på stamceller — sådana celler som kan bilda olika typer av kroppsceller och bland annat tros kunna ge behandling för Alzheimers och Parkinsons sjukdom.

Artikel:
DN – Ja till djur-människor-embryo

Nya framsteg görs på att hitta terapier för att reparera skadade hjärtan efter exempelvis hjärtinfarkter. Vid hjärtinfarkter så dör karidomyocyter, hjärtceller, som inte återskapas full ut vilket resulterar i kroniska skador.
Problemet med många studier och försök är att återskapelse av kardiomyocyter har varit problematiska, då man inte fullt ut lyckats skapa dessa.

I äldre tester där man inplanterat mänskliga stamceller från embryon i hjärtan hos möss, har man lyckats bara att få fram 1 % kardiomyocyter. De nya testerna har lyckats bättre och fått stamcellerna att omvandla sig till kardiomyocyter med 90 %. Detta har genomförts med olika tekniker som tillsättande av olika tillväxtfaktorer. Övriga problem med detta är att övervinna celldöd av dessa stamceller, då det är vanligt förekommande. Problemet sen för forskarna har varit att transplantera dessa stamceller tillsammans med de olika tillväxtfaktorerna till det givna målet. De har också gjort försök med denna mix av tillväxtfaktorer, att också ha med läkemedel som hindrar cellerna från att genomgå celldöd.

Nästa steg i dessa tester är att utföra dem på större djur och tester på människor väntas komma om två år.

Källa:
ScienceDaily – Human Derived Stem Cells Can Repair Rat Hearts Damaged By Heart Attack

Enligt Karolinska Institutet har nya studier visat att stamceller tillsammans med läkemedlet fenserin kan bromsa utvecklandet av Alzheimers sjukdom.

En studie på möss med alzheimers sjukdom visar att transplanterade mänskliga stamceller utvecklas till olika typer av nya nervceller. Men bara om forskarna samtidigt ger mössen läkemedlet fenserin.

Källor:
Dagens Nyheter – Ny medicin ger hopp för alzheimerssjuka
Karolinska Institutet – Hopp om bot mot Alzheimers sjukdom

Med åldrandet så tappar kroppen den unga kroppens muskelvitalitet, oavsett hur mycket man än tränar musklerna. Detta beror inte på att vanligen äldre tränar mindre än yngre människor, utan på andra orsaker som inte är helt utredda. Generna spelar förmodligen en större roll i detta. Försök har visat att unga människor som inte tränar sina muskler, har ändå bra fungerande muskelgener i jämförelse med äldre som tränar.

För att kunna komma tillrätta med denna muskeldegenerering, så vill forskare och övriga biogerontologer generellt inom cellmedicin reparera eller ersätta mitokondriellt DNA. Mitokondriernas DNA är betydligt mindre än i cellkärnan, och är därför teoretiskt mycket enklare att reparera eller ersätta. Om man lyckas med detta kan man också få svar på varför musklerna åldras och även få svar på många andra biogerontologiska frågor.

Andra metoder för att hantera muskelregenerering kan alternativt uppnås genom stamcellsterapi. I muskelcellerna finns det satellitceller som är föregångarceller till muskelceller. 90% av dessa specifika satellitceller i musklerna, är tillför att skapa nya muskler, medans resterande 10% är mera karaktäristiska stamceller. Vid tester så har forskare injicerat dessa satellitceller i möss, och mössen fick då en regenererad reservoar av satellitceller i musklerna. Satellitcellerna bidrog också till förnyad muskeltillväxt. Med denna nya kunskap om dessa satellitceller så kan nya behandlingsmetoder för muskeldegenerering utvecklas och förhoppningsvis ny kunskap om övrig morfologisk cellregenerering.

Forskare i Holland jobbar nu på att framställa artificiellt kött för den stor köttkonsumtion som finns i världen. Detta för att skapa mer fördelar och ett mer djurvänligare sätt att kunna undvika uppfödsel och slakt för köttkonsumtion. I nuläget finns inte denna teknik för att kunna ta fram artificiellt kött, men tekniken i sig kan möjligen användas i medicinska syften som muskelregenerering vid åldrande och ortopediska sjukdomar.

Källor:
Cell Online
EurekAlert! – Existence of muscle-building stem cells points to regenerative therapies for muscular disease
FuturePundit – Exercise Partially Restores Aged Muscle Gene Profiles
Metro – Forskare vill odla kött i labb