Stamcellsbehandlingar

Benmärgstransplantation

Benmärgstransplantationer har redan använts i över 40 år i behandling av olika blodsjukdomar och har avsevärt förbättrat prognosen för många tidigare obotliga sjukdomar. Människans blodstamceller finns i benmärgen i så gott som alla ben i kroppen. Benmärgens förnyelseförmåga är enastående och blodstamcellerna producerar dagligen runt 500 miljarder nya blodceller, alltså röda och vita blodkroppar samt trombocyter (blodplättar). Därmed kan en liten mängd transplanterad benmärg effektivt ersätta blodceller som är felaktiga eller har förlorats på grund av sjukdom.

Benmärgstransplantationer används mycket i vård av leukemi, alltså blodcancer, och andra allvarliga cancerformer. I vård av leukemi förstörs patientens vita blodkroppar med cellgiftsbehandling eller strålbehandling vilket också medför att friska blodceller förstörs. Patienten tillförs benmärg som innehåller blodstamceller som ersätter de sjuka och förstörda blodcellerna. Benmärgen härstammar oftast från en lämplig anonym donator, som hittas med hjälp av det internationella stamcellsregistret men ibland används också benmärg från en släkting. En benmärgsdonation påverkar inte ens tillfälligt donatorns blodstamcellers förmåga att producera nya blodceller eftersom mängden donerad benmärg är så liten. Blodstamceller kan också tas från blodomloppet, placentablod eller navelsträngsblod, men då är mängden blodstamceller mycket mindre. Många leukemipatienter, särskilt barnpatienter, tillfrisknar fullständigt tack vare stamcellstransplantationen. Blodstamceller används också i behandling av andra blodsjukdomar och immunbristsjukdomar.       

Hudtransplantationer

Huden innehåller två typer av stamceller som förnyar huden och kroppshåren. Människans hud förnyar sig ungefär en gång i månaden när stamcellerna som befinner sig i de djupare hudlagren så småningom producerar nya hudceller och gamla hudceller flagnar av. På 1970-talet lärde man sig att odla människans hudceller i laboratorium vilket ledde till utvecklandet av metoder för hudtransplantationer. Det tog ändå flera år innan forskarna förstod hudstamcellernas roll i att hudtransplantationernas lyckades; huden förnyades på grund av stamcellerna som fanns i den.

När en hudtransplantation görs används oftast patientens egna friska hud från andra delar av kroppen till att ersätta den skadade huden eftersom kroppen sällan stöter bort ett eget hudtransplantat. Den transplanterade huden kan tas från många ställen men oftast väljs en kroppsdel vars hud är möjligast lik de skadade områdets hud. Nuförtiden kan man odla ny hud i laboratorium under månaders tid och när huden transplanteras till patienter klarar den av att förnya patientens hud under årtionden utan några tecken på cancerframkallande förändringar. Hudtransplantationer används mycket i vård av brännskador men också i vård av till exempel svårläkta sår eller stora operationssår. År 2017 lyckades italienska forskare för första gången med en så gott som helkroppslig hudtransplantation där de använde transplantat som härstammade från patientens egna genkorrigerade hudceller. De lyckades därmed rädda livet på patienten, en ung pojke, som led av en livshotande hudsjukdom.

Stamcellsbehandlingar för ögonen

År 2015 godkändes i EU en behandlingsmetod som använder sig av stamceller för att bota skador i ögonens hornhinnor. Hornhinnan förnyas normalt med hjälp av stamceller (engl. limbal stem cell) som finns i dem. Om dessa stamceller skadas till exempel i en kemikalieolycka kan det leda till att personen blir blind. För att reparera skadan kan man använda hornshinnetransplant som har odlats från hornhinnans stamceller i laboratorium.

Retinis pigmentosa är ett tillstånd där ögonens näthinnor gradvis förstörs, vilket leder till nedsatt syn. Det är möjligt att från stamceller framställa celler som kan stöda näthinnan och bromsa sjukdomsförloppet och till och med återställa en del av den förlorade synförmågan. Både embryonala stamceller och iPSceller har redan använts i experimentella behandlingar med lovande resultat. Mängden transplanterade celler är liten och cellerna är differentierade så långt att risken för att de ska bilda tumörer är liten, vilket ökar på behandlingens säkerhet.   

MSC, Mesenkymala stam-/stromaceller

Så kallade mesenkymala stamceller (MSC) härstammar från benmärgen och kan bilda ben, brosk och fettceller. Mesenkymala stromaceller, som isolerats från bindväv eller fettvävnad kallas också ibland för MSC. Det finns alltså olika typer av celler som benämns med förkortningen MSC och deras förmåga att bilda ben- och broskceller beror på cellernas ursprung samt behandling i laboratoriet. Man har inte vetenskapligt kunnat påvisa att MSC skulle ha förmågan att bilda andra specialiserade celler än ben-, brosk- och fettceller.

Forskare undersöker möjligheten att använda MSC i behandling av ben- och broskskador. Mesenkymala celler kan i laboratoriet bilda broskvävnad, men försök med att få sådana celler att läka slitningar i knän hos människor har gett motstridiga resultat. Dessa behandlingar är inte godkända till exempel av Förenta staternas livsmedels- och läkemedelsmyndighet, FDA, eller europeiska läkemedelsmyndigheten, EMA. Däremot har EMA godkänt användande av behandlingar som använder broskceller, inte MSC, i behandling av artros.

MSC anses också kunna dämpa inflammation och mycket av de positiva effekter som har rapporterats i experimentella behandlingar med MSC anses bero på cellernas anti-inflammatoriska, till skillnad från broskförnyande, egenskaper. I Finland godkändes nyligen användandet av fettcellstranplant i behandling av perianalfistlar vid Crohns sjukdom. Mesenkymala stromaceller i transplantaten har en uppenbar lokal inflammationshämmande verkan. Möjligheten att använda mesenkymala stromaceller i andra allvarliga inflammatoriska sjukdomar utreds.

Pluripotenta stamceller, det vill säga embryonala stamceller eller iPS-celler, kan inte som sådana transplanteras till människor eftersom de i stället för funktionell vävnad då bildar tumörer. Under de senaste 20 åren har det dock blivit möjligt att från embryonala stamceller och iPS-celler producera till exempel nerv-, hjärt-, tarm- eller bukspottkörtelceller och många andra typer av celler. På grund av detta närmar vi oss nu ett skede där man kan börja testa användandet av celler som härstammar från pluripotenta stamceller i vård av människor. Den långsamma utvecklingen beror delvis på svårigheter att uppnå tillräcklig differentiering, alltså funktionalitet, vilket behövs för en effektiv behandling. En annan orsak till att det tar tid är att man måste kunna garantera att behandlingarna är säkra. En enda tumörbildande cell i transplantatet kan vara förödande.

Stamceller differentieras till vävnadsceller för olika sorters behandlingar, till vilka olika utmaningar ännu är förknippade. Utöver de exempel som nämns här nedan kan behandlingar som baserar sig på pluripotenta stamceller i framtiden ha betydelse för vård också av många andra sjukdomar.

Parkinsons sjukdom

För att en cellbehandling skall lyckas är det ofta nödvändigt att de transplanterade cellerna börjar fungera som del av en noggrant bestämd anatomisk struktur. Detta gäller för vård av många olika sjukdomar och ett bra exempel är vård av Parkinsons sjukdom med dopaminproducerande nervceller. I djurförsök har man visat att det är möjligt att få cellerna att börja fungera i den önskade delen av hjärnan. Man har också fått lovande resultat då celler som härstammar från hjärnbarken på människofoster har injicerats i hjärnan på patienter med Parkinsons. En fördel med den här behandlingsmetoden är att det behövs rätt få celler för att nå ett önskat resultat. Å andra sidan är det en stor utmaning att få cellerna att fungera på rätt ställe i hjärnan. Det är sannolikt att nervceller som härstammar från embryonala stamceller och möjligen också från iPS-celler kan börja användas i experimentella behandlingar av Parkinsons sjukdom redan inom de närmaste åren.  

Diabetes

Cellbehandlingar som bygger på användandet av stamceller är också ett lovande alternativ för framtida behandling av diabetes, som beror på insulinbrist. Situationen underlättas av att de insulinproducerande cellerna inte måste transplanteras till den plats där de normalt skulle fungera, det vill säga bukspottkörteln. Redan under årtionden har man använt celler som isolerats från bukspottkörteln från döda organdonatorer som transplantat. Patienterna som behandlats är oftast typ 1 diabetiker som samtidigt har undergått njurtransplantation för att vårda långt gången njursjukdom orsakat av diabetes. I de här behandlingarna har cellerna ofta injicerats i levern, där de har varit funktionella i åratal så att patienterna inte längre har behövt insulininjektioner. Celler från organdonatorer räcker dock inte till för mer än ett litet urval av specialpatienter.

Stamceller som differentieras till langerhanska öar, de insulinproducerande enheterna i bukspottkörteln, skulle kunna lösa det här problemet. För att uppnå ett önskat resultat av behandlingen räcker det att cellerna fungerar och har tillräcklig blodtillförsel någonstans i kroppen. Därmed kunde till exempel ett enkelt ingrepp med ett celltransplantat under huden fungera. Langerhanska öar som produceras från stamceller fungerar bra då de transplanterats till djur och lyckas hålla djurets blodsocker på en normal nivå. Utvecklandet av dessa behandlingar har redan fortskridit till att testas på människor. Men det saknas ännu bevis på att behandlingarna fungerar. 

Blodsjukdomar

Benmärg och blodstamceller, som finns i benmärgen, har använts i stamcellsbehandlingar med goda resultat redan under tiotals år. Med transplantationer av blodstamceller kan man behandla både ärftliga sjukdomar så som immunbristsjukdomar och hemoglobinavvikelser, samt sjukdomar som uppstått senare i livet, så som blodcancer. Till skillnad från många andra vävnader, kan hela blodet och blodets celler byggas upp från samma ”frön”, det vill säga från blodstamceller.

Avstötningsreaktioner är ännu en utmaning för stamcellsbehandlingar och kan leda till allvarliga situationer. Därför forskas det aktivt i om det kunde vara möjligt att producera blodceller till exempel från patienternas egna hudceller. En annan utmaning är att utveckla laboratorieförhållandena så att stora mängder av stamceller skulle kunna produceras och lagras. Eftersom blodstamceller har använts länge inom vården är behandlingar som använder blodstamceller också sannolika föregångare då det gäller tillämpning av genterapi och genmodifieringar inom sjukvården. De första genterapipreparat som innehåller stamceller har fått försäljningstillstånd år 2016 och patientförsök som använder sig av CRIPSR ”gensax” metoden har påbörjats.          

Organoidtransplantat

Utnyttjandet av organoider, som ursprungligen utvecklats som användbara modeller för forskning, kan också medföra nya behandlingsmöjligheter. Eftersom organoiderna själva kan organisera cellerna så som de förekommer i vävnaderna är det möjligt att med organoiders hjälp producera stora mängder celler som upprätthåller både vävnadens funktion och dess tillväxt. Organoider kan i princip användas som ett slags levande plåster, som samtidigt växer och täcker det skadade området och tar hand om dess funktion. Man testar redan om det är möjligt att reparera sår i tarmen med hjälp av tarmorganoider som injiceras i tarmen.

Forskare lär sig hela tiden att odla organoider från nya vävnader men deras användning som transplantat beror på hur nära de motsvarar sin ursprungsvävnad och därmed också målvävnad. Dessutom byggs organ upp av flera olika typer av vävnader och det är osannolikt att man skulle kunna utveckla laboratorieförhållanden som tillåter att alla behövda typer av organoider kan odlas tillsammans. I framtiden sammanförs organoidtekniken sannolikt allt mer med utvecklandet av konstgjorda organ så att man till exempel försöker odla levande vävnad ovanpå 3D-printade organmodeller i flera omgångar.

Med genomeditering menas modifiering av DNA. Med olika genomediteringsmetoder kan man till exempel i forskningssyfte korrigera genfel som orsakar sjukdomar eller ta bort eller lägga till gendelar i celler som man odlar i laboratorium. År 2020 fick Emmanuelle Charpentier och Jennifer Doudna nobelpriset i kemi för utvecklandet av den år 2012 publicerade CRISPR genomediteringsmetoden. Jämfört med tidigare metoder är CRISPR en effektiv och noggrann genmodifieringsmetod. Tack vare CRISPR känner man idag bättre till flera geners roll och genfels inverkan på cellernas funktion.     

CRISPR genomediteringsmetoden används mycket när man utreder sjukdomsmekanismer. Då antingen åstadkommer man ett sjukdomsorsakande genfel i celler eller så korrigerar man ett genfel som redan finns i cellerna och undersöker hur detta påverkar cellernas funktion. Genom att kombinera CRISPR genomeditering och iPS-stamcellsteknologi kan man nuförtiden klargöra specifika sjukdomsmekanismer i för sjukdomen i fråga relevanta cellmodeller som har framställts från patienternas egna celler. 

Kombinationen av stamcells-teknik och genomeditering medför i teorin idealiska möjligheter för att vårda flera svåra medfödda sjukdomar som i dagens läge saknar botemedel. Vägen från grundforskning med celler och möss till patientvård är ändå lång. Det är trots det sannolikt att vi i framtiden får se nya behandlingsmetoder och att de första egentliga genombrotten kommer att föra utvecklingen långt vidare.

Vård av ärftliga sjukdomar med stamceller kan genomföras med hjälp av stamceller som härstammar från en frisk donator som inte bär på det sjukdomsorsakande genfelet. Alternativt kan man använda patientens egna stamceller och korrigera felet med hjälp av genmodifiering eller genöverföring.

Den första kliniska studien som använder genomediterade stamceller i försök att vårda människor påbörjades år 2019. I studien behandlas en svår hemoglobinsjukdom med genmodifiering. I slutet av år 2020 hade försöken tillsvidare lyckats och patienterna, som tidigare behövt blodtransfusioner, hade klarat sig 1-2 år utan vidare blodtransfusioner.

Vad kan man inte göra med stamceller?

När forskare lärde sig att odla embryonala stamceller för 20 år sedan kunde man notera även orealistiska förväntningar i den offentliga debatten. Stamcellsentusiaster gav också överdrivna löften om nära förestående nya behandlingar. Utvecklingen från grundforskning till nya behandlingar tar emellertid mycket lång tid. Detta är särskilt tydligt när man talar om de mest formbara stamcellerna, alltså de pluripotenta embryonala stamcellerna och iPS-cellerna.  

Det är viktigt att inse att pluripotenta stamceller som sådana inte har något vårdmässigt värde. Om de sätts in i kroppen ger de upphov till tumörer (teratom) i vilka olika typer av vävnader växer omblandat. Man måste alltså först lära sig att behandla de här cellerna så att det differentierar i en utvald riktning och samtidigt tappar sin förmåga att orsaka tumörer.  

Man kan uppnå säkra och effektiva stamcellsbehandlingar endast genom att använda rätt sorts celler. Cellerna får alltså inte ge upphov till tumörer eller oönskade celltyper och de måste ha förmågan att bilda de specialiserade celler som behövs. Annars kan behandlingen orsaka mera skada än nytta för patienten. Tyvärr finns det i en del länder i världen kliniker som utför ingrepp där ofta patientens egna, felaktiga celler används. Stamcellsturism har blivit ett problem där patienter betalar stora summor för behandlingar som är resultatlösa och ibland till och med farliga.    

Etik och lagstiftning

Motståndare till användandet av stamceller brukar fördöma forskning som görs med embryonala stamceller eftersom cellerna härstammar från förstörda människoembryon. Detta trots att det är frågan om embryon som blivit över från konstgjord befruktning och som oberoende skulle förstöras. De etiska problem som är relaterade till användandet av embryonala stamceller kan undvikas genom att använda iPS-celler.   

Vissa metoder inom stamcellsforskningen medför också nya etiska problem. Exempel på det här är hjärnorganoider och människo-djur cellhybrider. Hjärnorganoider, det vill säga minivävnader som framställs från stamceller och i vilka nervceller bygger upp strukturer som påminner om delar av hjärnan, är mycket viktiga till exempel för forskning om nervsjukdomar eller hjärntumörer. Somliga har dock spekulerat i om det är möjligt att hjärnorganoider kunde uppnå någon form av medvetande. Nervceller som härstammar från människor har också transplanterats till hjärnor på möss i syfte att utveckla stamcellsbehandlingar. Fast det är lätt att föreställa sig att hjärnorganoider eller mänskliga hjärnceller i mushjärnor skulle kunna tänka och känna som människor är verkligheten långt ifrån detta. I och med att metoderna utvecklas kan de här resonemangen dock i framtiden vara motiverade.     

Samma etiska principer som gäller för andra behandlingar gäller också för stamcellsbehandlingar. All medicinsk verksamhet drivs av tanken att behandlingen inte får vara mera skadlig än sjukdomen som behandlas. Alla nya uppfinningar medföljs av osäkerhet och riskernas sannolikhet måste uppskattas i förhållande till nyttan som behandlingen medför. Ibland kan det var svårt att bedöma riskerna, och det kan till exempel vara speciellt svårt att veta hur länge en ny stamcellsbehandling bör uppföljas för att eventuella risker ska avslöjas. 

Kombinationen av genterapi eller genmodifiering med stamcellsbehandlingar orsakar nya etiska frågor eftersom dessa behandlingar medför risken att det kan uppstå genetiska förändringar som till exempel kan öka på sannolikheten att cancer uppstår. Nedärvd genmodifiering, det vill säga genmodifiering som kan gå vidare till nästa generation, där till exempel könscellernas stamceller manipuleras är förbjuden i de flesta länder och bland annat helt i EU. Dessutom är människokloning entydigt förbjudet i de flesta länder. Kloning av djur anses däremot vara ett sätt genom vilket utrotningshotade arter kunde räddas.