Sundhedsvidenskab > Månedens profil > Henrik Semb

03. januar 2011

Henrik Semb

Fra stamcelle til betacelle

Gennem hele sin forskningskarriere har udviklingsbiolog og stamcelleforsker Henrik Semb haft helt klare ideer om, hvad han gerne ville lave, og arbejdet målrettet på at dem gennemført. 1. januar 2011 åbnede det nye DanStem-center på SUND, og med Henrik Semb som leder skal der nu opbygges laboratorier og et inspirerende miljø omkring verdensklasseforskning i stamceller.

Af Malene Steen Nielsen Flagga  

Efter gymnasiet vidste Henrik Semb to ting: Han ville læse medicin, og han ville være læge, ikke forsker.

"Jeg var nok påvirket af, at min far var praktiserende læge," husker han. "Jeg følte dog aldrig, at jeg var under noget pres fra mine forældres side. Jeg arbejdede på hospitalet som ung, og syntes, at menneskets biologi og forholdet til patienter var spændende, og jeg var tiltrukket af rent faktisk at kunne gøre noget, gøre en forskel og hjælpe folk."
Henrik Semb flyttede derefter langt nordpå, til et af de nordligst beliggende universiteter ude ved Østersøens kyst, 600 km nord for Stockholm. Umeå.

Ville gerne fordybe sig mere 

"Som studerende i Umeå blev jeg udsat for forskning," fortæller Henrik Semb. "Mange af lærerne var videnskabsfolk, men jeg syntes stadigt, at forskere og forskning virkede kedeligt. På den måde er medicinstudiet ikke særlig akademisk, for du skriver ikke et speciale, eller noget tilsvarende. Du læser bare, og studiet er på den meget meget praktisk orienteret."

Efter de præ-kliniske studier betragtede Henrik Semb de af hans venner, som læste andre fag, og derfor kunne fordybe sig gennem projekter og specialer. Og blev en smule jaloux. "Jeg tænkte, at jeg måtte gøre noget lidt anderledes," fortsætter han. "Ved lidt af et tilfælde endte jeg på Afdelingen for Medicinsk og Fysiologisk Kemi, og her begyndte jeg at forske i lipid-stofskiftet. Medicinsk kemi omfatter cellens grundlæggende kemi, og hvordan en celle virker, og det er ret spændende. Så jeg endte med at skrive en phd i faget. Da jeg så kom i gang med forskningen, så var det både sjovt og fascinerende, og det betød meget, at jeg kunne fordybe mig i noget. Og så nød jeg friheden som forsker."

Den unge Henrik Semb opfattede dog forskningen som en midlertidig beskæftigelse, og havde stadig planer om at gøre medicinstudiet færdigt og blive læge."Men når du nu har lavet din phd, så er næste skridt muligt," fortæller han. "Så kan du lave postdoc-arbejde, og fx gå i dybden med ting, du ikke nåede til din phd, og så kunne jeg jo så gøre medicinstudiet færdig bagefter."

Mødet med det inspirerende forskningsmiljø 

For at lære mere om celle- og molekylærbiologi drog Henrik Semb til University of California San Francisco (UCSF) i San Fransisco, USA.
"Byen er fantastisk, og skal du tilbringe tid i USA, så er det ét af de steder, vi som europæere kan nyde og holde af. De to år, jeg tilbragte der, er blandt de bedste i hele min forskningskarriere.
Universitets forskningsmiljø var enestående, befolket af de videnskabsfolk, som skrev bøgerne fra min undervisning. Laboratorierne var måske små og umoderne, men her var folk fra hele verden, stedet kogte af aktivitet og ideer, og her lærte jeg, hvad miljøet kan gøre for at fremme forskningen. Jeg var der, da det store Loma Pieta jordskælv ramte i oktober, 1989, og kort efter modtog to forskere fra UCSF,  J. Michael Bishop og Harold Varmus, nobelprisen i medicin for at opdage retrovirale onko-genernes cellulære oprindelse."

Efter årene i San Franscisco vendte Henrik Semb tilbage til Umeå, med det formål at oprette sit eget forskningslaboratorium: "Og det var en rystende oplevelse. Jeg husker, jeg kom hjem med al den entusiamse og begejstring, og hovedet fuld af planer og ideer, men det var som at løbe panden mod en mur. Jeg fik virkelig fornemmelsen af at blive modarbejdet, fordi jeg ville gøre tingene lidt anderledes end normalt."

Udviklingsbiologi - hvordan opstår alle kroppens celler? 

Samtidig måtte Henrik Semb træffe et valg: Enten gjorde han medicinstudiet færdig og blev læge, eller han fortsatte ad videnskabens vej som forsker.
"Jeg syntes, det kunne være meget spændende at opbygge min egen forskergruppe," fortæller han. "Så jeg startede med den forskning, som jeg har fulgt lige siden: Udviklingsbiologi (developmental biology), dvs. udviklingen af fostret. I første omgang for at forstå, hvordan insulin-producerende betaceller udvikler sig i fostret, ikke fordi jeg var specielt interesseret i sukkersyge, men fordi jeg ledte efter en god model, der kunne svare på grundlæggende spørgsmål i udviklingsbiologien. bugspytkirtlen var et godt organ at arbejde med."

I følge Henrik Semb er dette felt et af det mest fascinerende at arbejde med: "Du starter med et befrugtet æg, én enkelt celle, og fra den kan du skabe alle celler og organer i hele kroppen. I fostret er der en konstant om-organisering af cellerne, de flytter rundt, får nye naboer, rykker igen - det er meget "sociale" celler, så at sige, meget opmærksomme på deres omgivelser. Det er jo helt utroligt spændende at forstå alle de processer, der skaber et organ, som faktisk fungerer i et voksent menneske. Og da stamcellebiologi er en naturlig del af udviklingsbiologien, så startede mit arbejde indenfor stamceller ad den vej, for spørgsmålet blev jo: Hvordan udvikler en stamcelle sig til en betacelle?"

Inspirerende artikel om embryonale stamceller 

Henrik Semb befandt sig stadig i Umeå, hvor han stædigt forsøgte at få etableret sin egen gruppe, og fik endelig gang i forskning og forskningsmidler.

"Efter seks år flyttede jeg så til Göteborg," fortæller han. "Mulighederne var bedre, og byens udviklingsbiologiske gruppe var ret stærk. Jeg flyttede i 1998, samme år som James Thomson udgav artikelen om menneskelige, embryonale stamceller - ES-celler, og da jeg læste artiklen, slog det mig, hvor fantastisk forskning det var. Nu kunne vi måske faktisk gøre brug af al vores viden om, hvordan en insulin-producerende betacelle bliver til.
Vi ved jo, at vi kan hjælpe type-1-diabetikere ved at transplantere nye betaceller - men der er mangel på dem. Her, pludselig, så jeg for mit indre blik en uudtømmelig, en kilde til alle slags celler i hele kroppen, selv neuroner til hjernen. Jeg blev øjeblikkeligt fascineret af mulighederne for at bruge stamceller til at behandle og hjælpe patienter med kroniske sygdomme, der var uhelbredelige pga. døde eller uvirksomme celler. Min gruppe i Göteborg gik i gang med at skabe vores egne menneskelige, embryonale stamceller, og forskningen gik nu på at skabe funktionelle betaceller fra embryonale stamceller."

Henrik Semb erkender, at han som mange af sine kolleger i sen-90'erne troede det ville være ligetil, at programmere stamcellerne til de ønskede celletyper. "Men biologi er ofte langt mere kompliceret end du tror," siger han med et smil. "Det er samtidig én af grundene til, at der et så spændende at arbejde med. Vi troede oprindeligt, at vi havde al den viden, der skulle bruges for at programmere en ES-celle, men bare at dyrke disse celler viste sig at være en enorm udfordring."

Hvordan laves stamceller til betaceller?

Henrik Semb besluttede sig derfor for, at splitte sit laboratorium i to grupper. Den ene halvdel skulle fokusere på, hvordan betaceller blev dannet indenfor udviklingsbiologien, mens den anden halvdel skulle forsøge at lave betaceller ud fra menneskelige embryonale stamceller.

"Så startede en håndfuld kolleger og jeg firmaet Cellartis, som arbejder med menneskelige embryonale stamceller, især til brug in vitro, fx til at teste og afprøve lægemidlers mulige bivirkninger og toksicitet. Jeg forsøgte så også at få universitetet til at investere i stamcelleforskningen, for vi havde et window of opportunity, da vi var meget tidligt ude med disse celler i verden, og kunne etablere en stærk tradition for stamcelleforskning. Der skete bare ikke noget," siger Henrik Semb, som derfor besluttede, at ville han være del af noget større, og mere internationalt. Han måtte rejse et andet sted hen - og blev rekrutteret til LUND.

"Der er flere typer stamceller," forklarer Henrik Semb. "Der er de embryonale stamceller, og så er der voksne stamceller i organer og typer væv hos et voksent menneske. De kan også modnes, men kun til celletyper i det organ, hvor de hører hjemme. I dag arbejder mange forskergrupper med at programmere de voksne celletyper, som fx en hudcelle, "bagud".
For et par år siden, i 2008, udførte Shinya Yamanaka et eksperiment, som er den hellige gral i stamcellebiologien: Han tog en hudcelle, og forvandlede den til en embryonal stamcelle. Her var måske vejen til personlig medicin, for kunne du tage en celle fra en patient, og omdanne den til en embryonal stamcelle, og herfra til modne celletyper, som fx insulin-producerende betaceller eller cardiomyocytter, så kommer du helt udenom etiske problemer, og risikererer heller ikke afstødning af de nye celler/organer.
Det viste sig bare at omprogrammering af voksne celler til ES-celler var ekstremt komplekst og langsommeligt. Så det bliver sandsynligvis aldrig en standard, klinisk praksis."

Mulighed for at være med fra start i Danstem trak 

I Lund arbejdede Henrik Semb videre, og overtog efter et par år stillingen som direktør. I 2009 modtog forskergruppen en ti-års-bevilling fra den svenske regering til regenerativ medicin, med det formål at udvikle nye terapier til diabetes, blodpropper i hjernen og blodsygdomme og her var han koordinator.
"Men så kom muligheden med DanStem i København," fortæller han. "At være med til at etablere et internationalt førende center trak virkelig i mig. Især, at fokus både skulle være på stamcellernes grundlæggende, fundamentale biologi med fokus på embryonal stamcelleforskning, men også det translationelle aspekt."

Centret er opbygget, så én gruppe videnskabsfolk udfører grundforskning uden at den nødvendigvis skal være translationsrelevant, mens andre forskere undersøger, hvordan de nye resultater kan komme patienterne til gode. "At have det hele samlet tror jeg vil trigge og hjælpe forskningen," siger Henrik Semb. "Vi bliver heller ikke for bredspektrede. Fokus er på cancer og diabetes, og de to sygdomme har også en del grundlæggende spørgsmål til fælles: Hvordan bliver en stamcelle til en betacelle - og hvordan bliver en celle til en cancercelle? Vi vil gerne gro stamceller, skabe vækst. Med kræftceller vil vi bremse væksten. Cancerforskningen fokuserer især på ideen om, at der kan være en cancer-stamcelle, altså en stamcelle, der er ophav til kræft."

Centret har samtidig midler og ressourcer til at rekruttere internationalt førende videnskabsfolk fra hele verden, og skabe et forsknings- og studiemiljø, som bl.a. bygger på Sembs erfaring i San Franscisco.

"Jeg ved præcist, hvordan jeg gerne vil organisere sådan et forskningscenter, og det er kun muligt, fordi vi starter helt fra bunden, med noget helt nyt, som jeg kan forme, som jeg gerne vil have det," fortæller han. "Jeg har den filosofi, at videnskabsfolk grundlæggende brænder for at finde ny viden, de kan lide at arbejde sammen med andre og skabe synergi, og den ånd vil jeg gerne have i det nye center. Vi stiller høje krav til forskerne, men de får så en god og sjov arbejdsplads."

Grundforskning i kræft og diabetes 

Indenfor diabetes er det overordnede mål at forstå de molekylære og celullære mekanismer der styrer udvikling og vækst af insulin-producerende betaceller fra stamceller, både i tidlige embryoniske stamceller in vivo eller fra deres stamcelle-modstykker in vitro.
"Forstår vi disse mekanismer har vi et afgørende fundament for at udvikle fremtidens celle-baserede terapier til type-1-diabetes.," fortæller Henrik Semb. 

Mens forskergrupperne undersøger helt grundlæggende aspekter af bugspytkirtlens udviklingsbiologi, vil de især fokusere på, hvordan ydre, biokemiske signaler kontrollerer de mange skridt i udviklingen fra en stamcelle, der modnes til en betacelle. "Vi vil især arbejde ud fra vores nuværende viden om, hvordan man in vitro kan styre differentieringen af humane, embryoniske stamceller mod betaceller," forklarer Henrik Semb.

"Cancer-afdelingens folk skal beskrive og forstå alle aspekter af cancer-stamcellen (i leukæmi og brystkræft) samt dens raske, cellulære modstykke. "Desuden skal forskerne finde de gener, som starter en cancer-stamcelle og de gener, som holder den gang, og undersøge, hvordan omgivelserne kontrollerer dem," slutter Henrik Semb. "Den viden kan - sammen med andre eksperimentelle tilbage - bruges til at finde og teste targets for anti-cancer-stamcelle-baseret terapi."

Centret er officielt åbnet 1. januar 2011. http://danstem.ku.dk/