9. juni 2022

Nu er vi et skridt nærmere at producere funktionelle stamceller i laboratoriet

Stamceller

Ved hjælp af en musemodel har forskere på Københavns Universitet vist, hvordan visse celler benytter en hidtil ukendt metode til organdannelse, og på basis heraf har de undersøgt en ny type af stamceller som en mulig kilde til organproduktion.

Stamceller
Forskere, der vil lave stamceller, vælger for eksempel at anvende et embryo i en petriskål.

Forestil dig en verden, hvor vi er i stand til at reparere beskadiget væv i vores organer. Det er det, stamcelleforskning forsøger at gøre. Stamceller har nemlig stort potentiale, når det kommer til at producere organer såsom leveren, bugspytkirtlen og tarmene.

I årtier har forskere derfor forsøgt at genskabe den metode, hvormed stamceller producerer organer. Men trods stor indsats har det vist sig at være meget vanskeligt at producere celler til videreudvikling i labotaroriet. Nu viser et nyt studie fra Københavns Universitet, at forskerne muligvis har overset et vigtigt element i processen og en helt bestemt type af stamceller.

”En række nyere studier har ganske kort fortalt forsøgt at producere organ-specifikke celletyper ved hjælp af stamceller i laboratoriet. Vi har fundet en ny måde at gøre det på, der er baseret på nogle af de samme processer, som vi kender fra fosterstadiet. Vi har opdaget en hidtil ukendt metode, som embryoet benytter, og beskrevet det mellemstadie, som forskellige stamceller muligvis benytter til at skabe tarmene og andre organer,” forklarer ph.d.-studerende Martin Proks fra Novo Nordisk Foundation Center for Stem Cell Medicine på Københavns Universitet (reNEW).

Embryoet er fostret de første otte uger af fosterudviklingen.

Forskerne har undersøgt såkaldt pluripotente stamceller samt endoderme, ekstraembryonale stamceller. Endoderme, ekstraembryonale celler tilhører den gruppe af stamceller, som de samme forskere kortlagde for nogle år siden. De understøtter indvoldsorganerne ved at fungere som støtteceller, der blandt andet bidrager med membraner og næring til membranerne.

Lederen af forskergruppen på reNEW, professor Joshua Brickman, forklarer:

”Vi har fundet en alternativ måde, hvorpå embryoets såkaldte ekstraembryonale celler kan producere organer. Vi tog derpå vores ekstraembryonale, endoderme stamceller og omdannede dem til organlignende strukturer i laboratoriet.”

”Men indtil for ganske nylig antog forskere, at disse celler understøttede embryoets udvikling, hvorefter de forsvandt og ikke findes i den færdige krop. Men i det her studie har vi vist, at hvis vi guider disse støtteceller ad en anden vej, kan de rent faktisk producere organstrukturer,” siger Joshua Brickman med henvisning til resultaterne af studiet, som er udgivet i tidsskriftet Nature Cell Biology.

Potentiale til at forbedre laboratorieskabte celler

Ved hjælp af en genetisk markør har forskerne identificeret alle de celler, som potentielt set kan producere fordøjelsesrelaterede organer, herunder leveren, bugspytkirtlen, lungerne og tarmene. Den slags big data er vanskelig at analysere og krævede, at forskerne udviklede nye analysemetoder. Til det fik de hjælp fra forskere på Niels Bohr Instituttet.   

“Derefter identificerede vi generne i de pågældende celler. Til det udviklede vi et nyt databehandlingsværktøj, som gjorde det muligt at sammenligne klynger af celler. Vi brugte det både til at sammenligne celler fra vores eget datasæt og til at undersøge andre celler,” forklarer lektor Ala Trusina fra Niels Bohr Instituttet.

Til at undersøge, hvorvidt der fandtes en anden måde at udvikle organceller i laboratoriet, anvendte forskerne en anden type af stamceller. Disse stamceller, som er beskrevet tidligere i artiklen, stammer fra en anden del af embryoet end de pluripotente stamceller, og de minder om udgangspunktet for den anden, alternative metode til organdannelse.

”Derefter brugte vi stamcellerne til at producere organlignende strukturer i laboratoriet. Vores resultater indikerer, at begge tilgange fungerer. Den nye, alternative tilgang kan muligvis hjælpe laboratorieskabte celler med at danne funktionelle celler samt understøtte behandling og forskning i forskellige sygdomme,” siger Michaela Rothova, som er en af de andre hovedforfattere til studiet.

Det kan vise sig at være en vigtig opdagelse. Forskere har nemlig i årevis forsøgt at løse mysteriet om, hvordan man får stamceller til at blive til netop de celler, der er afgørende for at kunne anvende en bestemt behandlingsmetode, teste bestemte lægemidler eller modellere en bestemt sygdom.

“Vi er ikke i mål endnu, hvad angår funktion, og vi har stadig problemer med modningen af disse celler. Men måske løser det sig, hvis vi vælger den alternative tilgang fremfor den traditionelle,” konkluderer Joshua Brickman fra reNEW.

Læs studiet 'Identification of the central intermediate in the extra-embryonic to embryonic endoderm transition through single-cell transcriptomics' her.

Kontakt

Professor Joshua Brickman
+45 20 34 07 50
joshua.brickman@sund.ku.dk