Læknablaðið - 01.12.2015, Blaðsíða 26

582 LÆKNAblaðið 2015/101
fyrr en 19959 sem tókst að einangra slíkar frumur úr prímötum og
þremur árum síðar úr mönnum.10 Af augljósum ástæðum er ekki
hægt að sannreyna svipgerð hES-frumna með því að búa til blend-
ingsfóstur (chimeras) eins og mögulegt er í músum. Kenniprótein
(markers) sem þróuð voru til að rannsaka EC-frumur reyndust því
vel til að athuga ósérhæfðu hES-frumurnar. Skilgreining á hES-
frumum byggist á þrennu: hES-frumur eru ódauðlegar því þær
hafa telomerasa-virkni, hES-frumur tjá sértæk stjórnprótein og
sértæk kenniprótein á yfirborði sínu, og hES-frumur mynda af-
leiður allra kímlaganna in vitro og furðuæxli in vivo.
Aðferðir við stofnfrumurannsóknir
hES-frumur viðhalda fjölhæfi sínu þegar þær eru ræktaðar á geisl-
uðum eða mitomycin-C meðhöndluðum MEF-hjálparfrumum
(mouse embryonic fibroblasts). MEF-frumurnar geta því ekki skipt
sér en seyta þó lífsnauðsynlegum þáttum og eru fótfesta fyrir
stofnfrumurnar sem vaxa upp í eyjum. Á seinustu árum hefur
komið í ljós að vaxtarþættirnir sem MEF-frumurnar seyta og halda
hES-frumunum ósérhæfðum eru einkum bFGF (basic Fibroblast
Growth Factor) og TGF-beta (Transforming Growth Factor beta).11,12
Þeir stuðla að tjáningu á stjórnpróteininu NANOG13 en heiti þessa
próteins er myndað af orðunum Tír na nÓg sem þýðir land hinna
ódauðlegu í keltneskum goðsögnum.14 NANOG ýtir undir tján-
ingu á OCT4 og SOX2 próteinunum en þessir þrír stjórnþættir
eru aðalstjórnþættir hES-frumna og mynda eins konar hringrás
hvað varðar stjórnun þeirra sín á milli (mynd 1).15,16 hES-frumum er
vanalega umsáð með trypsíni eða svokallaðri cut­and paste-umsán-
ingu og þær fluttar yfir á ferskt MEF-undirlag í ræktunarskálum.
Sérhæfingu hES-frumna er einkum komið af stað með myndun
frumuklasa (aggregates) sem í kjölfarið mynda frumukúlur (embryo­
id bodies) í fjarveru bFGF og TGF-beta. Þessar frumukúlur eru mis-
leit blanda af alls kyns frumugerðum. Þetta kallast tilviljanakennd
sérhæfing (spontaneous differentiation)17 en þó má beina sérhæfingu
hES-frumna í tilteknar áttir með vaxtarþáttum eða hindrum
(directed differentiation). Sem dæmi má nefna að hES -frumur sem
eru örvaðar með FGF8, Sonic Hedgehog (SHH) og WNT-boðleið-
inni en boðflutningur um TGF-beta og BMP (Bone Morphogenetic
Protein) um leið hindraður, sérhæfast í dópamínmyndandi tauga-
frumur. Þetta hefur verið gert og frumum sem til verða sprautað
í heila ungra músa með Parkinsonsjúkdóminn með árangri sem
lofar góðu.18-20 Örvun með bFGF og BMP4 (undirflokkur TGFbeta-
fjölskyldunnar) leiðir til sérhæfingar í miðlagsfrumum sem svo er
hægt að sérhæfa frekar í hjarta- og æðafrumur eða blóðmyndandi
stofnfrumur.5,21 Ýmis dýralíkön eru notuð til að athuga öryggi,
heimtur og starfhæfi þessara sérhæfðu frumna. Mýs, rottur og
svín hafa til dæmis verið notuð til þess að græða hjartavöðvafrum-
ur sem þannig voru búnar til í óstarfhæft hjarta eftir að hjartadrep
var framkallað með því að binda fyrir kransæðarnar.22-24
Stuttu eftir að tókst að einangra stofnfrumur úr fósturvísum
manna komu í ljós ýmis vandamál sem upp gætu komið í stofn-
frumulækningum. Tryggja þarf að hES-frumurnar séu algerlega
sérhæfðar í viðkomandi frumugerð, því ef hES-frumunum sjálfum
væri sprautað í sjúkling gætu þær myndað furðuæxli. Í upphafi
krafðist ræktun hES-frumna einnig MEF-hjálparfrumna auk kálfa-
sermis og var þá hætta á veirumengun og jafnvel kúariðusmiti.
Þessum ótta hefur verið eytt með því að sleppa MEF-hjálparfrum-
um og nota sermisfrítt æti. Ennfremur tjá hES-frumur vefjaflokka-
prótein (HLA) á yfirborði sínu eftir sérhæfingu og leiðir það til
mögulegrar höfnunar sjúklings á þessum frumum við ígræðslu.3
Ein lausn á þessu var að nota klónun, það er fjarlægja kjarna úr
eggfrumu og setja kjarna úr líkamsfrumu sjúklings í eggfrumuna
í staðinn. Þessi eggfruma yrði látin þroskast í kímblöðrustig, þar
sem innri frumumassi yrði nýttur til sérhæfingar í tiltekna frumu-
gerð sem væri nauðsynleg sjúklingnum. Hann myndi því ekki
hafna frumum sem innhalda hans eigið genamengi. Slík klónun í
mönnum í læknisfræðilegum tilgangi tókst nýlega.25
Rannsóknir á fósturvísum eru leyfðar á Íslandi, samanber lög
um tæknifrjóvganir, nr. 55 frá 200826 og er því unnt að einangra
stofnfrumur úr fósturvísum manna hér á landi samkvæmt núgild-
andi lögum. Þess ber þó að geta að slíkar rannsóknir eru undir
ströngu eftirliti Vísindasiðanefndar og einangrun stofnfrumna úr
mönnum hefur ekki verið framkvæmd hér á landi enn sem komið
er, enda dýrt ferli.

Endurforritaðar frumur umturna kenningu
um óafturkræfðar sérhæfðar frumur
Nóbelsverðlaunin í lífeðlis- og læknisfræði árið 2012 skiptust á
milli tveggja vísindamanna, John B. Gurdon, Cambridge-háskóla,
Bretlandi og Shinya Yamanaka, Kyoto-háskóla, Japan. Verðlaunin
voru veitt fyrir að sýna að þroskaðar sérhæfðar frumur er hægt að
endurforrita í fjölhæfar stofnfrumur. Niðurstöður þeirra breyttu
þeirri almennu skoðun að sérhæfing líkamsfrumna (somatic cells)
væri óafturkræf.27 Gurdon klónaði fyrstur manna frosk þar sem
hann flutti kjarna úr sérhæfðri líkamsfrumu úr froski í kjarnalaust
egg, og sýndi fram á að erfðaupplýsingarnar úr líkamsfrumunni
nægðu til að mynda halakörtu (1962). Yamanaka varð fyrstur til
Mynd 1. Yfirlitsmynd af einangrun stofnfrumna úr fósturvísum manna. Kím­
blaðran myndast á 5. degi eftir frjóvgun eggs. Frumur næringarhýðis umlykja innri
frumumassann sem verður að kímþekju og síðar einstaklingi ef kímblaðran nær að
taka sér bólfestu í legi. Ef innri frumumassinn er einangraður og frumurnar ræktaðar
við réttar aðstæður vaxa þær í eyjum, eru fjölhæfar og nefnast stofnfrumur úr fóstur­
vísum (hES­frumur). Þá er annaðhvort hægt að halda þeim fjölhæfum eða sérhæfa þær
í ákveðna frumugerð.
Y F I R L I T S G R E I N