Stamceller hejdar parkinson

För drygt tio år sedan lyckades japanen Shinya Yamanaka programmera om hudceller så att de backar i utvecklingen. Resultatet blev så kallade inducerat pluripotenta stamceller (iPS) som kan utvecklas till alla slags celler i kroppen. Genombrottet ledde till ett Nobelpris i medicin år 2012 – och till stora förhoppningar om nya behandlingar mot mängder av sjukdomar.

Nu har forskare i Japan och Sverige tagit ett viktigt steg på vägen mot att använda iPS-tekniken mot Parkinsons sjukdom, som bland annat orsakar stelhet, darrningar och svårigheter att få i gång en rörelse. Problemen beror på att de celler som tillverkar signalämnet dopamin långt ner i hjärnan blir allt färre. I princip bör det gå att bota sjukdomen genom att ersätta de celler som har försvunnit.

Forskarna tillverkade nya dopaminceller med hjälp av iPS-tekniken och sprutade in dem i hjärnan på åtta apor med tydliga parkinsonsymtom. Enligt utvärderingar ett år senare hade de markant bättre rörlighet än tre apor i en kontrollgrupp.

– Det här visar att iPS-celler kan vara en källa till dopaminceller som fungerar som man vill, säger Malin Parmar, professor i cellulär neurovetenskap vid Lunds universitet.

Hennes samarbete med de japanska forskarna bygger på en lång svensk forskningstradition. Redan år 1987 genomförde läkare i Lund världens första försök att spruta in celler från aborterade foster i hjärnan på en människa med parkinson. Vissa opererade patienter fick lättare att röra sig efter operationen. Några kunde till och med sluta ta sin medicin. Bilder tagna med en hjärnkamera bekräftade att de nya fostercellerna fanns kvar i hjärnan, och att de tillverkade dopamin. Hjärnkirurger i flera länder började använda metoden, som fick stor uppmärksamhet i internationella medier.

Men rapporter om biverkningar dämpade entusiasmen. Ett fåtal patienter fick ofrivilliga rörelser, sannolikt på grund av att transplantaten från foster i vissa fall innehöll för många celler som utsöndrar signalämnet serotonin. I början av 00-talet kom ännu värre motgångar. Forskare i USA publicerade ett par rapporter som tydde på att behandlingen faktiskt inte har någon effekt utöver placebo. Därmed svalnade intresset. Europeiska hjärnkirurger slutade använda metoden under mer än ett decennium.

Men forskarna i Lund har aldrig gett upp. Just nu deltar de i ett nytt kliniskt försök med celler från aborterade foster. Tillsammans med kolleger i Cambridge, Storbritannien, planerar de att genomföra tjugo transplantationer till människor med Parkinsons sjukdom innan året är slut. Forskarna hoppas att förfinade metoder ska leda till goda resultat. Men det kommer att dröja flera år innan resultaten är klara, och även om allt fungerar som de hoppas så återstår flera problem.

Varje transplantation kräver vävnad från minst tre aborter. Cellerna är så känsliga att de bara klarar sig några dagar i kylskåp. Dessutom leder en medicinsk behandling baserad på aborterade foster till etiska dilemman. Vårdpersonal får inte berätta för en kvinna som överväger abort att hon kan donera sitt foster till parkinsonsjuka, eftersom det skulle kunna påverka hennes beslut.

Så kallade iPS-celler förenklar arbetet, både praktiskt och etiskt. Forskarna framställer dem genom att föra in fyra arvsanlag i till exempel hudceller. Den nya genetiska informationen programmerar om cellen så att den backar i utvecklingen tills den liknar cellerna i ett mycket tidigt embryo. Dessa iPS-celler har två viktiga egenskaper: De kan dela sig i det oändliga, och de kan bilda alla celltyper i kroppen. Därmed kan de användas till att massproducera dopaminceller för transplantationer.

Samtidigt finns tänkbara risker. En omogen iPS-cell som följer med ett transplantat skulle kunna fortsätta att dela sig obegränsat och bilda en tumör. Själva omprogrammeringen kan också orsaka förändringar i arvsmassan som leder till cancer. Men i praktiken är riskerna mycket små, enligt Jun Takahashi, som är professor i stamcellsbiologi vid Kyoto university i Japan:

– Vi har gjort ett flertal tester med våra celler och inte sett några tumörer.

Han ledde försöken med att spruta in nya dopaminceller i hjärnan på apor. Enligt en rapport i tidskriften Nature fanns inga tecken på tumörer hos aporna under en uppföljningstid av två år.

Japanska forskare är världsledande när det gäller att använda iPS-tekniken till att bilda celler som skulle kunna bota sjukdomar. Ledaren för det hittills enda försöket som gjorts på människor är Jun Takahashis hustru, ögonläkaren Masayo Takahashi. Den första patienten var en 77-årig kvinna med åldersförändringar i gula fläcken, den vanligaste orsaken till svår synnedsättning hos människor över 50 år.

Masayo Takahashi tog ett hudprov från kvinnan och framställde iPS-celler, som sedan fick utvecklas till ett tunt skikt av ett slags pigmentceller som stöder näthinnans ljuskänsliga tappar och stavar. Åldersförändringarna hade förstört en stor del av dessa pigmentceller i kvinnans ögon.

År 2014 opererade de japanska forskarna in ett knappt fyra kvadratmillimeter stort skikt av konstgjorda pigmentceller i kvinnans högra öga. Tidigare i år rapporterade de att ingreppet var lyckat. De transplanterade cellerna har överlevt. Kvinnans syn har visserligen inte blivit bättre, men heller inte sämre, vilket är det vanliga vid åldersförändringar i gula fläcken.

Det finns flera skäl till att forskarna valde ett öga när de för första gången testade iPS-tekniken på en människa. I ögat är risken för avstötning minimal. Det är möjligt att titta in i ögat och direkt se hur de nya cellerna klarar sig, och om en tumör trots allt skulle uppstå är risken liten att den sprider sig. I värsta fall går det att avlägsna hela ögat.

Forskarna tar alla tänkbara risker på största allvar. De avbröt ett uppföljande försök med samma metod på ytterligare en patient när de upptäckte minimala genetiska förändringar i celler framställda med iPS-tekniken. Om förändringarna hade orsakat en tumör skulle det drabba både patienten och förtroendet för alla fortsatta försök att bota sjukdomar med iPS. Malin Parmar tycker att de japanska forskarnas gjorde rätt.

– Det är bättre att bromsa och backa en gång för mycket än att köra på för snabbt, säger hon.

Men nu har de japanska forskarna kommit i gång med nya försök på människor. I våras opererade de in konstgjorda pigmentceller i ögat på ytterligare en patient, en man i sextioårsåldern med åldersförändringar i gula fläcken. Denna gång kom iPS-cellerna inte från patienten själv, utan från en biobank baserad på donatorer med olika vävnadstyp. Det är nämligen både billigare och enklare att använda iPS-celler från en biobank än att framställa dem från varje patient. Forskarna planerar att testa metoden på sammanlagt fem patienter, och först när det är klart kommer de att berätta hur det har gått.

Det är oklart vilken sjukdom som står näst i tur för tester på människor. Bland kandidaterna finns bland annat diabetes, blodsjukdomar och ryggmärgsskador. Många sjukdomar som drabbar hjärnan är svåra att påverka med nya celler eftersom skadorna är så utbredda. Men vid Parkinsons sjukdom försvinner celler inom ett begränsat område, en del av mitthjärnan som kallas substantia nigra. Därför är sjukdomen ett tänkbart alternativ för mänskliga tester med iPS-teknik, enligt Jun Takahashi.

– Just nu förbereder vi ett kliniskt försök, och jag hoppas att vi kommer i gång med det mot slutet av nästa år.

Banbrytande upptäckter

2006: Ett biologiskt genombrott. Japanska forskare lyckas ”backa” mogna hudceller i utvecklingen tillbaka till stamcellsstadiet genom att föra in generna för fyra proteiner. Resultatet blir så kallade inducerat pluripotenta stamceller (iPS).

2008-2010: Ny teknik skapar nya genvägar. Forskare utvecklar sätt att omvandla en typ av fullt mogna kroppsceller direkt till en annan, utan att passera iPS-stadiet.

2008-2011: Minskad risk för cancer. Nya metoder gör det möjligt att tillverka iPS-celler utan att föra in nya gener. Det minskar tänkbara risker för att cellerna ska bilda tumörer.

2011: Odling av vävnader. Mänskliga iPS-celler visar sig kunna utvecklas i provrör till så kallade organoider, ärtstora bitar av hjärna eller andra vävnader som kan användas i medicinsk forskning.

 

2012: Fick Nobelpris efter bara sex år. Stamcellsforskaren Shinya Yamanaka får ett Nobelpris i medicin eller fysiologi för upptäckten av inducerat pluripotenta stamceller.

 

2014: Behandling av sjuka ögon. En japansk kvinna med åldersförändringar i gula fläcken blir den första patient som får en experimentell behandling baserad på iPS-tekniken.

2018: Snart är det hjärnans tur. Planer finns på att starta ett första försök att använda iPS-teknik för att behandla människor med Parkinsons sjukdom.

Lyckade djurförsök

Krabbmakaker med parkinsonliknande symtom fick nytillverkade nervceller i hjärnan. Efteråt rörde sig aporna bättre.