Stamceller

Question 1

Vad är en stamcell och vilka 2 vägar kan den ta?

Answer 1

En stamcell är en cell som kan gå en av två vägar:

 Self-renewal (celldelning)

 Differentiering (specialisering)

Question 2

Vilka olika potens har stamceller och vad innebär det?

Answer 2

Stamceller har olika potens, vilket innebär att de har olika stora möjligheter att utveckla sig till specialiserade celler.

Question 3

Hur får man fram embryonala stamceller och hur odlas de?

Vilken potens har dessa och vad kan de användas till?

Answer 3

Embryonala stamceller tas från blastocystens inre cellmassa (ICM) för att sedan isoleras. Därefter kommer cellerna alltid att odlas in vitro. De odlas i cellodlingsmedium med feeder cells.

Stamcellerna skickar signaler till feedercellerna. Feedercellerna skickar ut faktorer, som ett svar på signalerna, vilka håller stamcellerna i ett odifferentierat tillstånd.

De embryonala stamcellerna är pluripotenta. Av den anledningen kan man använda dessa celler för transplantation.

Question 4

I vilka organ hittar man adulta stamceller?

Answer 4

 Hjärna

 Nervvävnad

 Retina

 Cornea

 Tandpulpa

 Bröstvävnad

 Ryggmärg

 Tarm

 Lever

 Pancreas

 Navelsträng

 Testiklar

 Skelettmuskulatur

 Fettvävnad

 Benmärg

 Blodkärl

 Perifert blod

 Hud

Question 5

Hur skiljer sig adulta stamceller från embryonala och vilken potens har de?

Answer 5

Adulta stamceller har redan ett cell fate och kallas av den anledningen för multipotenta celler. Dessa celler är odifferentierade celler i differentierad vävnad.

Exempelvis kommer blodstamceller i benmärgen att differentieras till erytrocyter, leukocyter och trombocyter.

Till skillnad från adulta stamcellerna kan embryonala bli vilken cell som helst i kroppen. Kapaciteten och potentialen för dessa pluripotenta embryonala stamceller är i princip obegränsad om man vet hur man ska hantera dem.

Question 6

Hur ser det hierarkiska systemet för adulta stamceller ut och vilka egenskaper har respektive?

Answer 6

1. Stem cells →

o ”Self-renewal”

o Delar sig sällan o Hög potens

o Fåtaliga

2. Commited progenitors

o ”Transient amplifying cells” o Multipotenta

o Delar sig snabbt

o Ingen ”self renewal”

3. Specialized cells

o Funktionella celler

o Ingen celldelning

Question 7

Hur ser exempelvis det hierarkiska systemet ut för hematopoetiska stamceller?

Answer 7

Question 8

Vad är en stamcellsniche och hur reglerar det stamcellerna?

Ge exempel på vad detta kan åstadkommas med (3)?

Hur kan kunskapen om detta användas?

Answer 8

En niche är mikromiljön omkring stamcellerna, vilken reglerar self-renewal och differentiering av stamcellerna.

Detta kan exempelvis åstadkommas genom:

 Cellinteraktioner
 Faktorer
 Intermediära celler

Då man vill skapa en specifik celltyp vill man återskapa den specifika niche som ger upphov till celltypen i fråga.

Question 9

Vad är inducerade pluripotenta stamceller?

Answer 9

Inducerade pluripotenta stamceller, eller iPS, är en relativt ny teknik, där man omprogrammerar somatiska celler, som är icke-pluripotenta, till inducerade pluripotenta stamceller. Dessa liknar embryonala stamceller.

iPS kommer sedan att odlas i cellodlingslab, varpå de kan differentiera till olika typer av specialiserade celler.

Question 10

Hur skapas inducerade pluripotenta stamceller?

Answer 10

Omprogrammeringen kommer att ske genetiskt. Promotorregionen är en regulatorisk gensekvens, som kommer att reglera uttrycket av en viss gen. För att RNA-polymeras skall kunna binda in till promotorn krävs det olika sorters transkriptionsfaktorer.

Genom att nyttja de transkriptionsfaktorer som ger det genuttryck som återfinns i embryonala stamceller får man de inducerade pluripotenta stamcellerna. Dessa transkriptionsfaktorer är exempelvis:

 Oct3/4

 C-myc

 Klf4

 NANOG

 Lin28

Question 11

Vad är cancerstamceller?

Answer 11

Forskare har på senare tid dissocierat celler från tumörer och studerat de individuella cellernas potential till att skapa nya tumörer.

De såg att det enbart var vissa celler som skapade tumörer. Dessa kom att kallas för cancerstamceller.

Question 12

Vad riktar sig de konventionella cellgiftsbehandlingarna mot och vad är nackdelen med cytostatika?

Answer 12

Konventionell cellgiftsbehandling i form av cytostatika riktar sig mot de snabbt delande cancercellerna. Stamcellerna kommer generellt sett att överleva denna behandling, eftersom de inte har samma benägenhet att celldela. Då behandlingen upphör kan dessa börja dela sig, vilket kommer att ge upphov till en ny tumör.

Question 13

Vad innebär autolog benmärgstransplantation?

Answer 13

Autolog benmärgstransplantation är ett ingrepp där man extraherar stamceller från en cancerpatient vars blodceller inte är drabbade för att senare återföra dessa stamceller till en individ då celler annars kommer ta stryk av cancerbehandlingen.

Question 14

Vad innebär allogen benmärgstransplantation?

Answer 14

Här kan man tänka sig att detta kan behövas när man behöver behandla en cancer som inte är blodcancer eller en cancer som orsakas av blodceller. Den mer klassiska man förknippar med cancer är den allogena benmärgstransplantationen, där man får en benmärg från en donator och man ersätter den sjuka benmärgen med en frisk benmärg.

Question 15

Vilka 6 kliniska applikationer finns det för stamceller?

Answer 15

● Leukemi

○ Benmärgstransplantation är här en etablerad metod sedan 30 år tillbaka.

● Autoimmuna sjukdomar

○ T.ex. reumatisk artrit, SLE, MS, Crohns, diabetes mellitus och autoimmun cytopeni.

● Neurologiska sjukdomar

○ T.ex ALS, stroke, Parkinsons, Huntingtons, Alzheimers. ● Övriga degenerativa sjukdomar

○ T.ex. ischemisk hjärtsjukdom, retinal degeneration, muskulär dystrofi, osteoartrit, cirrhos.

● Trauman

○ T.ex. ryggmärgsskador, hjärnskador och brännskador.

● Läkemedelstester

Question 16

Hur tar man fram embryonala stamceller?

Answer 16

De ägg som blivit över vid IVF kan man efter att ha tillfrågat paret som de kommer från använda i forskningssyfte.

Det är blastocyststadiet som är intressant. Den inre cellmassan är intressant, eftersom det är dessa celler som kommer ge upphov till hela individen/embryot i slutändan - de är pluripotenta. Man isolerar den inre cellmassan och odlar dem så att det växer fram kolonier av odifferentierade stamceller med ett humant embryonalt ursprung.

Question 17

Hur bevisar man att det är en pluripotent stamcell?

Answer 17

För att säkerställa att man verkligen har en pluripotent stamcell så måste man “bevisa” att cellen kan ge upphov till alla celltyper. Det går inte att bevisa ner till varenda celltyp. Det man behöver veta är istället att de kan ge upphov till de tre groddlagren: ektoderm, mesoderm och endoderm.

Question 18

Vad krävs för att en pluripotent stamcell ska kunna ge upphov till en celltyp?

Answer 18

Man måste veta cellodlingsförhållande för att kunna ge upphov till olika celltyper så att man kan styra differentieringen. Det är olika cellodlingsförhållanden för att få t.ex. hud, neuron, blod, o.s.v.

Grunden för att vara lyckosam vid stamcellsforskning är att förstå utvecklingsbiologin och hur det går till “på riktigt”. Utvecklingsbiologin har således legat till grunden för hela stamcellsforskningen.

Question 19

Vilka 2 för- respektive nackdelar finns det med embryonala och adulta stamceller?

Answer 19

Question 20

Vad är reproduktiv kloning och vilka problem fick det klonade fåret Dolly?

Vad trodde man att det berodde på?

Answer 20

Reproduktiv kloning innebär att man tar kärnan från en somatisk cell och tillför denna till en oocyt där man avlägsnat kärnan. Syftet är här reproduktion där avkomman kommer att dela genom med den som donerat en somatisk cellkärna. Man har använt många olika djurmodeller för reproduktiv kloning men det var inte oproblematiskt då många kloner dör in utero eller efter födsel.

Tittar man på fåret Dolly så hade hon:

● Artrit

● Avlivades efter upptäckt av dödlig tumörsjukdom i lungorna som orsakats av virusinfektion

● Dolly hade förkortade telomerer, hade allt verkligen nollstälts eller var hennes celler äldre från början?

Question 21

Vad är terapeutisk kloning och när är det användbart?

Answer 21

Det finns en problematik med avstötning genom en immunologisk reaktion mot ES-celler då dessa celler inte kommer från patienten. För att undvika detta har man funderat kring terapeutisk kloning vilket inte skall förväxlas med reproduktiv kloning.

Terapeutisk kloning innebär att man för över en somatisk cellkärna från en patient till en donerad äggcell och att man skapar ES-celler som kan differentieras och ger upphov till immunologiskt kompatibla celler.

Question 22

Vad vill man kunna använda iPS-celler till framtiden?

Answer 22

Man kan tänka sig att man kan använda sig av iPS-celler som modellsystem för genetiska sjukdomar och behandling av dem. Man kan testa och se om man kan reversera saker. Har man en sjukdom, t.ex. en neurodegenerativ sjukdom, så kan man ta en somatisk cell från patienten som lider av sjukdomen, göra dem till iPS-celler och sedan låta dem differentiera till nervceller för att förstå själva mekanismen.

För att testa principen kan man korrigera genetiska mutationer. Man tog celler från mus med sicklecellanemi och korrigerade mutationen i stamcellsstadiet. Därefter lät man cellerna differentieras till blodstamceller, som man sedan kan ge tillbaka till patienten. Man korrigerar alltså mutationen och återför därefter cellerna till patienten/musen.

Question 23

Hur kan stamceller förbättra läkemedelsframställningen?

Answer 23

● Discovery: Att studera humana celler ökar chansen att hitta verksamma preparat

● Toxicology: Att studera celler som är lika våra egna ökar chansen att upptäcka om preparat är toxiska

Question 24

Hur kan stamcellsterapi användas vid makuladegeneration och åldersförändringar i gula fläcken?

Answer 24

Var tredje person över 75 år har förändringar i gula fläcken. Området mitt i synfältet är skadat medan sidoseendet förblir friskt. Just där man vill titta finns en störande fläck. Raka linjer kan uppfattas som suddiga och krokiga.

Retinal pigment epithelium (RPE) kommer bli skadade och man tar därför fram dessa celler. Genom att odla fram dessa celler med hjälp av differentiering av stamceller kan man ersätta de skadade delarna.

Det har publicerats en Fas-1-studie relativt nyligen gällande stamcellsterapi vid makuladegeneration. Dessa celler har haft en lång tid i odling. Det förekom inga introduktioner av genetiska förändringar. Det har även använts få faktorer för att få cellerna att differentiera.

Två patienter fick en transplantation. Transplantatet fanns kvar efter 12 månader. Båda patienter fick synförbättringar. Hittills finns inga tecken på allvarliga biverkningar. Ögat är tacksamt att arbeta med, eftersom det inte finns några immunceller som kan ge en avstötningsproblematik.