Nye hjerneceller kan erstatte syge og gamle celler. Det kan hjælpe mennesker med alvorlige hjernesygdomme
Sygdomme som Huntingtons sygdom, ALS og skizofreni er invaliderende og svære at behandle. Nu tyder forskning på, at de syge hjerneceller kan erstattes med nye, hvilket giver håb om effektive fremtidige behandlinger.
Pludselige bevægelser, hukommelsestab, humørændringer og glemsomhed. Det er nogle af symptomerne på neurodegenerative sygdomme, hvor celler i nervesystemet holder op med at virke eller dør. Mange af den slags sygdomme skyldes især sygdom eller tab af hjernens støtteceller, de såkaldte gliaceller. Sygdommene er særligt udfordrende at behandle og forske i, fordi de syge celler er i den menneskelige hjerne.
Nu er der håb om nye og effektive behandlinger. Ny forskning fra Københavns Universitet viser nemlig, at syge og gamle hjerneceller kan erstattes med nye og friske celler, hvilket måske kan hjælpe med at genoprette en normal funktion i hjernen.
"Når vi transplanterer sunde menneskelige gliastamceller ind i hjernerne på mus, der allerede har syge menneskelige hjerneceller, udkonkurrerer de sunde celler de syge celler. Endnu mere bemærkelsesværdigt fandt vi også, at yngre celler erstatter ældre celler, når de bliver transplanteret ind i en ellers sund hjerne. Det gør, at potentialet for transplantation af gliaceller bliver meget stort, fordi vi kan gøre det i alle former for sygdomme, hvor vi har ældre gliacelle-populationer," siger Steve Goldman, der er professor ved Center for Translationel Neuromedicine på Københavns Universitet. Han er seniorforfatter på det nye studie.
De såkaldte gliastamceller kan danne celler kaldet astrocytter, som er støtteceller, der beskytter og sikrer forsyningen af ilt og næringsstoffer fra blodkarrene til neuronerne og samtidig fjerner affaldsstoffer. Gliaceller kan også danne andre celler kaldet oligodendrocytter, der danner myelin, den isolerende substans i hjernens hvide substans.
Studiet er lavet på mus. Men gennem en metode udviklet af Steve Goldman og hans forskningsgruppe, kunne forskerne ’menneskeliggøre’ hjerneceller hos musene, hvilket gør det sandsynligt, at resultaterne også vil gælde hos mennesker.
Sunde celler udkonkurrerer syge celler
I studiet transplanterede forskerne sunde gliaceller ind i hjernen på mus, der allerede have syge menneskelige gliaceller.
Tidligere har forskerne set gavnlige effekter ved at transplantere sunde menneskeceller ind i musemodeller for Huntingtons sygdom. Men de studier involverede menneskeceller, der erstattede musens hjerneceller. Derfor var det nødvendigt for forskerne at vise de samme resultater, når man erstattede menneskeceller med menneskeceller.
"Vi transplanterede de sunde menneskeceller ind i musene, der var gjort ’menneskelige’ med gliaceller, der udtrykker Huntingtons sygdom, og de sunde gliaceller udkonkurrerede og erstattede de syge gliaceller og udryddede faktisk den syge gliapopulation," siger Steve Goldman.
Det samme resultat fandt forskerne, da de forsøgte at erstatte ikke-syge, men ældre gliaceller med nye celler. De yngre celler vandt over de aldrende celler.
"Det viste, at det ikke bare var et spørgsmål om, at sunde celler kunne udkonkurrere de syge celler ved Huntingtons sygdom. Men det har en meget bredere potentiel anvendelse, fordi vi potentielt kan gå ind i alle mulige sygdomsmål, hvor vi har ældre eller syge gliale cellepopulationer,” siger Steve Goldman.
Det inkluderer sygdomme som multipel sklerose og nogle typer blodpropper i hjernen samt neurodegenerative sygdomme som Huntingtons sygdom, ALS og visse genetiske former for skizofreni.
Kun få år til behandlinger
Den nye forskning giver store muligheder for nye behandlinger af komplekse sygdomme.
"Hvis vi kan erstatte de syge og aldrende celler, bør vi kunne genoprette aspekter af normal funktion i disse degenerative sygdomme, som vi har set i vores modeller for Huntingtons sygdom," siger Steve Goldman og tilføjer:
"Men grundlæggende beviser det principper, for vi tror, at det samme vil fungere i nogle af de andre typer af sygdomme. Ved ALS, nogle af typer af demens og endda nogle af de arvelige former for skizofreni samt ved myelinsygdomme og aldersrelateret tab af hvid substans."
Muligheden for nye behandlinger er ikke langt væk. Forskerne arbejder allerede på at starte kliniske forsøg op, så de kan teste effekten på tre forskellige hjernesygdomme, herunder Huntingtons sygdom samt to sygdomme i den hvide substans, progressiv multipel sklerose og Pelizaeus-Merzbacher sygdom.
"Vi er ret langt fremme. Vi skal stadig være helt sikre på de langsigtede sikkerhedseffekter af cellerne, efter at vi har transplanteret dem. Men vi forventer at have de data om omkring halvandet år," siger Steve Goldman og tilføjer:
"På det tidspunkt håber vi at få godkendelse til at gå i gang med patienterne, så vi kan forhåbentlig sætte studier i gang inden for to år.”
Artiklen er udgivet i Nature Biotechnology.
Forskningen bag
Denne undersøgelse bygger på tidligere studier og to vigtige nylige studier fra Københavns Universitet. Carlos Villanueva og Joana Osorio, begge ph.d.-studerende fra Steve Goldmans gruppe på Københavns Universitet, fik publiceret vigtige studier inden for de seneste måneder, som direkte førte til den nuværende artikel. Carlos Villanuevas arbejde, der blev publiceret sidste måned i Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS), beskrev, hvordan gliaceller i Huntingtons sygdom ikke formår at støtte neurale synapser, hvilket antyder et behov for at erstatte cellerne. Joana Osorios arbejde, publiceret i Glia, beskrev de forskellige populationer af gliastamceller i den voksne menneskelige hjerne, kritisk information der er nødvendig, før de kan erstattes. Både Villanueva og Osorio fortsætter deres arbejde med hjernecelle-erstatningsforskning sammen med Steve Goldman, mens førsteforfatteren af Nature Biotechnology-artiklen, Ricardo Vieira, den seneste ph.d.-studerende i Goldmans gruppe, er gået videre til en stilling i industrien.
Udover Ricardo Vieira inkluderer andre forfattere på artiklen Gwen Huynh, Hans Stephensen, Marzieh Mousaei og Jon Sporring fra Københavns Universitet samt John Mariani, Renee Solly, Ashley Tate, Steven Schanz, Natasha Cotrupi og Abdellatif Benraiss fra University of Rochester i USA. Forskningen blev støttet med midler fra Novo Nordisk Fonden, Lundbeckfonden, Olav Thon Fonden og Adelson Medical Research Foundation.
Kontakt
Professor Steve Goldman
goldman@sund.ku.dk
+45 93 56 53 22
Journalist og pressekonsulent Sascha Kael Rasmussen
Sascha.kael.rasmussen@sund.ku.dk
+45 93 56 51 68