Stamcellsterapi vid diabetes Flashcards
Vilken roll spelar betadysfunktion vid diabetes?
Betacellsdysfunktion är en viktig komponent vid typ 2 diabetes. Genetisk screening uppvisar en stor förekomst av detta.
Typ 2 diabetes kommer utvecklas på så vis att insulinresistensen ökar vilket pancreas svarar på genom en ökad produktion av insulin till en kulmen där betacellsproduktionen inte kan öka mer, cellerna inte kan stå emot stressen som detta ökade krav innebär. Blodglukosnivån kommer då sticka iväg.
Tittar man istället på vad som orsakar typ 1 diabetes så ser man att det finns genetiska faktorer som spelar in där HLA-locuset är starkast kopplat till sjukdomsrisk men av de som bär på högriskalleler kommer endast 10% drabbas av diabetes. Färre än 40% av enäggstvillingar kommer dela sjukdomen om den ena av dem är drabbad vilket talar för exogena faktorer.
Vad tyder på att det finns starka exogena komponenter i utvecklingen av diabetes typ I?
Vilka teorier finns det om orsaker?
Det har skett en drastisk ökning de senaste 50 åren i nordiska länderna av typ 1 diabetes, dock har denna ökning stannat av. Det finns alltså starka exogena komponenter och just nu även stabila exogena komponenter. Något som talar för exogena komponenter är även att det finns en stor skillnad i andel drabbade i olika europeiska länder trots liten genetisk skillnad. Man flyttar inte med sig risken för sjukdomen utan kommer påverkas av riskprofilen dit man flyttar - en individ från ett lågriskland som flyttar till ett högriskland vid en låg ålder kommer alltså att följa risken dit denne flyttat.
Det finns starka indicier att någon form av virusinfektion triggar igång den autoimmuna reaktionen vid typ 1 diabetes. Tarmbakterier som kan påverka immunförsvar.
Vilka 2 behandlingstyper finns det för diabetes typ I?
● Insulininjektioner/insulinpump
○ Man behöver en ständig blodsockerkontroll genom blodprov. Det är obehagligt att sticka sig i fingrarna.
○ Det finns pumpar som samtidigt avläser sockernivåerna i vävnaderna.
● Transplantation av Langerhanska öar eller hel pankreas från en avliden donator
○ Personer med svårkontrollerad diabetes kan kräva dessa behandlingar.
Man får fråga sig vad som passar patienten och vad som är ett botemedel för sjukdomen.
Hur går transplantation av langerhanska öar till?
Transplantation av Langerhanska öar är en väletablerad metod. Man isolerar från en avliden patient Langerhanska öar. Dessa öar injiceras in i levern (vilket kallas Edmonton protocol) hos patienter och de integreras genom att de fastnar. När öarna kommer in i tillräckligt små blodkärl flyttar de inte på sig utan fastnar. Det kan vara rätt många öar som dör på grund av syrebrist men det är inga problem för själva levern som kan regenerera sig själv.
Det finns alltså ett problem i form av överlevnad av öar över tid. Man har sett att transplantation av hel pankreas ger bättre överlevnad över tid.
Ge exempel på 5 komplikationer vid diabetes.
Det finns en rad komplikationer vid diabetes:
● Ökad risk för hjärt/kärlsjukdom
● Risk för synnedsättning
● Tappad känsel i fötter
● Nedsatt njurfunktion
● Erektionsstörningar
Vilka 3 alternativa vägar finns det för behandling av diabetes?
Man fråga sig om det räcker med insulininjektioner eller om ytterligare behöver göras. De alternativa vägarna är att:
● Förhindra
○ Identifiera patienter innan sjukdomen brutit ut och förhindra det autoimmuna förloppet. Det är en svår sak att åstadkomma då man inte känner till några genetiska markörer för typ 1 diabetes.
● Behandla
○ Insulininjektioner/pumpar. Detta är en något mer grov metod.
● Bota
○ Permanent ersätta de förlorade cellerna. Blodsockerkontrollen blir då mer finkänslig jämfört med insulinpumpar.
Hur får man fram celler för att ersätta de förstörda beta-cellerna?
För att ersätta de förlorade β-cellerna måste vi både få fram celler och se till att de inte förstörs.
Det finns tre sätt att få fram celler:
- Reprogrammering in vivo.
- Differentiering av humana embryonala stamceller (hES-celler).
- Reprogrammering av iPS-celler.
Detta är inte en särskilt “straightforward” metod och hur de tas fram beror på modelldjur och metodiken som används.
Man visade att man i mus kunde differentiera ES-celler till insulinutsöndrande strukturer som liknar Langerhanska öar. Vid försök att återskapa detta hos humana celler såg man att utsöndrandet av insulin endast var en artefakt. Detta var alltså en återvändsgränd.
Hur använde man utvecklingsbiologin för att kunna utveckla en pankreascell från ICM?
Om man tittar på den primitiva tarmen kan man se att det finns strukturer nära det som eventuellt kommer bli pancreas. Man kollar alltså på signaler från närliggande strukturer. Notokorden kommer inducera utvecklingen av pankreas och även signaler från dorsala aortan har en roll då blodkärlen är i kontakt med primitiva tarmen precis där pankreas skall bildas. Detta möjliggör både signalering från endotelceller och även cirkulation. Man har lyckats isolera de faktorer som kommer från cirkulationen och endotel som inducerar bildandet av pancreas.
Hur kan man identifiera att cellerna är just beta-celler?
Utvecklingsbiologin kommer att identifiera molekylära markörer som är inblandade. Markörerna analyseras i odlingsskålen med hjälp av antikroppsfärgning. Man kan även använda sig av rapportörer så att till exempel en promotoraktivering innebär en fluorescens.
Man har kunnat ta fram insulinproducerande celler genom ett definitivt endoderm. För att påvisa dess effekt implanterades pankreasendoderm där dessa celler kommer att uppfylla pankreascellers funktion i form av insulinsekretion. När man tog ut implantatet såg man att blodsockernivåerna steg direkt. Cellerna man tog fram till endoderm kunde alltså bli blodsockerreglerande celler som fungerade.
Det krävs många markörer som måste tillsättas vid rätt tillfälle och under rätt mängd tid. Man ska få celltyp efter celltyp innan man slutligen bildat en β-cell.
Hur lång är det kvar tills beta-celler kan transplanteras och vad är största hindret?
Differentiering till insulinproducerande β-celler från stamceller är nära att bli en fungerande lösning. Man har lyckats med möss. Genom olika faktorer har man tagit fram en stamcellsderiverad β-cell som vid transplantation till mus kommer att uppfylla dess avsedda funktion.
Däremot är hanteringen av autoimmuna reaktionen inte löst. Man får då använda sig av immunosuppression vilket inte är utan sina nackdelar. Det kan dock vara att föredra framför insulininjektioner vid en särskilt svårbehandlad diabetes.
Vilka metoder används för att skydda de transplanterade beta-cellerna?
Man skyddar de transplanterade cellerna genom att inkapsla celler (eller öar) som släpper ut insulin. Kapseln tillåter samtidigt inflöde av syre och näringsämnen. Inkapsling av insulinproducerande celler förhindrar en autoimmun attack. Kliniska studier görs nu på ett fåtal patienter med inkapslade celler för att säkerställa att metoden är säker.
Ge exempel på vävnader som är desamma som de var under fostertiden - alltså har samma celler?
Det finns vävnader som är desamma som de var under fosterstadiet - alltså samma vävnad med samma celler som man hade som foster:
● Centrala delen av linsen
● Hörselceller
● Ögats synceller
Vilka 6 stamcellsbehandlingar finns det i kliniken?
De stamcellsbehandlingar som finns i kliniken är:
- Benmärgstransplantation
- Hudcellstransplantation
- Broskcellstransplantation
- Mesenkymala stamceller
- Embryonala stamceller
- Genmodifierade celler
Vilka indikationer har benmärgstransplantation?
Benmärgstransplantation kan användas om en patient med leukemi har en benmärg som är avdödad av cellgifter. Patienten får tillbaka en frisk benmärg från ett syskon, en släkting eller en annan matchad motsvarighet.
Indikationer är akut/kronisk leukemi, lymfom, myelodysplastiskt syndrom och vissa solida neoplasm.
Hur fungerar hudcellstransplantation och vilka begränsningar finns det?
Den första livräddande transplantationen med stamceller var en hudcellstransplantation där en patient fick “skin grafts” från ex vivo expanderade stamceller. Det bygger på ett arbete av Rheinwald och Green. De använde multipotenta stamceller från patienten som odlades till hudceller. Hudcellstransplantationer har totalt räddat livet på 2000 personer som annars hade dött.
Man får en täckning av huden som liknar den normala, men man kan inte regenerera dermis, så då blir det oftast en “ful” ärrvävnad. Idag funderar man på att använda en avdödad dermis eller använda “scaffolds” för att få en sorts underhud. Idag kan man dock säga att det saknas möjlighet att rekonstruera den tänjbara förmågan som underhuden besitter.
