211service.com
Investering i banker af stamceller
En af de store fordele ved celleomprogrammering - at konvertere voksne celler til stamceller - er evnen til at fange et individs genetiske mangfoldighed. Forskere bruger nu denne teknologi, kendt som induceret pluripotent stamcelle-omprogrammering (iPS), til at skabe banker af stamceller fra forskellige mennesker. Bankerne vil blive brugt til at teste toksiciteten af forskellige lægemidler ved hjælp af celler fra mennesker af forskellige etniciteter og kan potentielt levere celler til vævserstatningsterapier. Forskere præsenterede detaljer om deres indsats på International Society for Stem Cell Research konference i San Francisco i denne uge.
Shinya Yamanaka , en stamcelleforsker ved Gladstone Institute i San Francisco og Kyoto University i Japan, skabte først iPS-celler i 2007 ved at tilføje kun fire gener til voksne celler, der normalt kun er aktive i embryoner. ( James Thomson og Junying Yu ved University of Wisconsin, i Madison, udgav samtidig en lignende tilgang.) Cellerne kan reproducere sig selv mange gange, og de kan udvikle sig til en hvilken som helst celletype i den menneskelige krop, de to definerende karakteristika for embryonale stamceller. Desuden, fordi de ikke er lavet af menneskelige embryoner, omgår iPS-celler de etiske og tekniske udfordringer forbundet med embryonale stamceller.
Forskere har siden skabt iPS-celler fra patienter med forskellige sygdomme, herunder amyotrofisk lateral sklerose (ALS) og Parkinsons sygdom, og disse celler bliver brugt til at studere disse sygdomme. En række startups udvikler måder at bruge cellerne til at screene lægemidler på, både for toksicitet i menneskeceller og for deres effektivitet til at lindre molekylære tegn på sygdom. Jeanne Loring, stiftende direktør for Center for Regenerativ Medicin ved Scripps Research Institute i La Jolla, Californien, er ved at udvikle en stamcellebank, der vil blive brugt til toksicitetstest, med fokus i første omgang på afrikanere og afroamerikanere, grupper kendt for at have en høj niveau af genetisk diversitet. Loring og samarbejdspartnere analyserer en række genetiske varianter i de celler, de indsamler, og lægger særlig vægt på variationer i lægemiddelmetaboliserende enzymer, der kan påvirke, hvordan patienter reagerer på specifikke lægemidler, herunder antidepressiva, smertestillende medicin og lægemidler mod hjertesygdomme.
Det langsigtede mål for iPS-celler er at bruge dem til at reparere eller erstatte beskadiget eller sygt væv. Ligesom organtransplantationer skal stamcelletransplantationer matches til modtageren. Yamanaka påpeger dog, at det sandsynligvis vil være for tidskrævende og dyrt til at være praktisk at skabe personlige celler til alle, der har brug for dem. Det kan tage to til seks måneder at skabe en linje af stamceller fra en person, og en person, der lider af rygmarvsskade, vil sandsynligvis have brug for en celletransplantation inden for få dage efter skaden. (Stamcellebehandlinger for rygmarvsskade er endnu ikke blevet godkendt af U.S. Food and Drug Administration, selvom en virksomhed håber at teste embryonale stamceller til dette formål snart.)
Yamanakas team arbejder i stedet på at skabe en bank af stamcellelinjer, der ville være passende for en stor procentdel af den japanske befolkning. Selvom konceptet med en sådan stamcellebank først blev foreslået for flere år siden til embryonale stamceller, har iPS-celleteknologi gjort det meget lettere at skabe.
For at udforske muligheden for at skabe en bank af stamceller testede Yamanakas team vævstypen af 107 japanske frivillige. Mennesker varierer meget i de gener, der koder for celleoverflademolekyler kaldet humane leukocytantigener (HLA), og jo tættere disse antigener matcher mellem donor og modtager, jo mindre sandsynligt er modtagerens immunsystem til at afstøde det transplanterede væv. Forskerne opdagede, at to af de frivillige var homozygote - hvilket betyder, at de bar to matchende kopier - af hver af tre HLA-gener. På grund af denne sjældne genotype kunne disse mennesker tjene som donorer til alle med disse tre antigener - næsten en tredjedel af den frivillige gruppe. Ifølge en samarbejdspartners beregninger kunne kun 50 forskellige HLA-typer dække 90 procent af den japanske befolkning. Forskerne har siden lavet iPS-celler fra disse individer og vist, at de opfører sig normalt og kan differentieres til adskillige celletyper.
Roger Pedersen , en stamcellebiolog ved Cambridge University, i U.K., advarer om, at selv dette niveau af matchning ville kræve en vis immunsuppression på grund af små HLA-fejlparringer. Men det er at foretrække frem for at lave linjer til alle, der har brug for en, siger Pederson, der foreslog ideen om en stamcellebank i 2005.
Det er endnu ikke klart, hvor svært det ville være at skabe en lignende vævsmatchet bank til mere forskelligartede befolkninger. Japanerne er en særlig homogen befolkning, og mon ikke det ville være muligt at lave en lignende skærm i USA, siger Loring. Fordi amerikanere er etnisk heterogene, er der sandsynligvis færre homozygoter, siger hun.
I 2005 analyserede Pedersons team HLA-typer for kadaverorgandonorer og for personer på ventelisten til organdonationer i Storbritannien og beregnede, at 150 linjer stamceller ville give en fordelagtig match for omkring 85 procent af dem på listen. Ti donorer homozygote for almindelige HLA-typer ville give et gavnligt match for omkring 67 procent. Forskerne er endnu ikke ved at skabe en sådan bank, men de analyserer den bedste måde at skabe en klinisk nyttig cellebank.
Befolkningsbaseret stamcellebank er stadig i sine tidlige dage. (Banker af nyfødtes navlestrengsblod, ofte opbevaret i private faciliteter af forældre, repræsenterer en anden form for bankvirksomhed. Stamcellerne fra dette blod er nyttige til et begrænset sæt af sjældne sygdomme, og de kan ikke udvides eller differentieres som iPS celler kan.) Mens forskere studerer måder at bruge iPS-celler som sygdomsbehandlinger, er ingen endnu blevet testet i kliniske forsøg. Derudover er disse celler endnu ikke egnede til human transplantation; den måde, de er fremstillet på, kan medføre en vis risiko for kræft. Vi har stadig ikke bestemt, hvilken type induktion der er bedst, men efter at have løst de tekniske problemer, ville det være muligt at oprette denne form for bank, siger Yamanaka.