Læknablaðið - 01.10.2015, Blaðsíða 21

LÆKNAblaðið 2015/101 461
Y F I R L I T S G R E I N
Inngangur
Frumkímfrumur eru forverar kynfruma í fósturþroska
og þroskast að lokum yfir í egg og sáðfrumur. Frum-
kímfrumur eru því sérhæfðar frumur sem bera með sér
erfða- og umframerfðaupplýsingar (epigenetic inform-
ation) frá foreldri til afkvæmis. Þær eru hinn ævarandi
hlekkur á milli kynslóða sem er nauðsynlegur afkomu
tegundanna.
Frumkímfrumur manna eru óaðgengilegar til rann-
sókna og því hefur vitneskja okkar á ákvörðun þeirra og
þroska þróast mjög hægt síðan þeim var fyrst lýst fyrir
rétt rúmum 100 árum.1 Meginþorri þekkingar okkar
á mannakímfrumum hefur því verið leidd af rann-
sóknum á ákvörðun og þroska frumkímfruma í öðrum
spendýrum. Erfðafræðitilraunir á músum síðustu tvo
áratugi hafa afhjúpað erfðaþætti sem nauðsynlegir eru
fyrir ákvörðun kímfruma og hafa flestar þær niður-
stöður, en þó ekki allar, leitt af sér hliðstæða þekkingu á
mannakímfrumum. Einnig hafa frumulíffræðitilraunir
á fósturvísum músa og stofnfrumum úr fósturvísum
bæði manna og músa verið mikilsverður bakgrunnur
þekkingaröflunar á mannakímfrumum, tilurð þeirra
og þroska.
Rannsóknir á kímfrumum og forverum þeirra eru
forsenda framfara í æxlunarlæknisfræði (reproductive
medicine). Ófrjósemi eða „undirfrjósemi“ (sub-fertility)
hrjáir um 10% allra para á Vesturlöndum og eru með-
ferðarúrræði að mestu takmörkuð við glasafrjóvgun.2
Forsenda nýrra meðferða við ófrjósemi er að rannsaka
til hlítar sérhæfingu og þroskun kímfruma og skapa
þannig betri þekkingargrundvöll til uppbyggingar
meðferðarúrræða.
Kímfrumur eru forverar egg- og sáðfruma í mönnum, sem bera erfða-
upplýsingar á milli kynslóða. Vegna þess að kímfrumur sérhæfast
snemma á fósturskeiði, rétt við bólfestu fósturvísis í legslímhúð, eru þær
óaðgengilegar til rannsókna. Þekking okkar á tilurð þeirra hefur því til
þessa verið afar takmörkuð og að mestu byggð á rannsóknum á dýra-
módelum eins og músum og kanínum. Í kjölfar rannsókna á stofnfrumum
úr fósturvísum og eiginleikum þeirra hefur nú tekist að sérhæfa frumkím-
frumur (primordial germ cells) manna á skilvirkan hátt í vefjarækt út frá
stofnfrumum fósturvísa. Samhliða hefur tekist að sérhæfa frumkímfrumur
úr iPS-frumum (induced pluripotent stem cells) manna sem eru mynd-
aðar við afsérhæfingu líkamsfruma. Í þessari yfirlitsgrein verður farið yfir
stöðu þekkingar okkar á frumkímfrumum manna og rannsókna á fjölhæfi
stofnfruma úr fósturvísum manna og músa, ásamt því að ræða mögulega
nýtingu frumuræktarkerfis fyrir frumfrjófrumur í rannsóknum og meðferð á
ófrjósemi og öðrum kímfrumutengdum sjúkdómum.
ÁgrIp
Eitt helsta markmið núverandi rannsókna kím-
frumum manna miðar að því að unnt verði á skilvirkan
hátt að búa til fullþroska kímfrumur á rannsóknarstofu
með sérhæfingu stofnfruma. Nýlega urðu straumhvörf í
þessum rannsóknum þar sem tókst að sérhæfa frumkím-
frumur manna í rækt úr stofnfrumum fósturvísa annars
vegar og „induced pluripotent“ stofnfrumum (iPS) hins
vegar.3-5 Að hafa stjórn á öllum skrefum í þroskaferi kím-
fruma í tilraunaglasi, frá ákvörðun þeirra til myndunar
kynfruma af báðum kynjum, myndi efla rannsóknir á
eðlilegri kynfrumumyndun. Einnig myndi ný þekking
skapast á þeim ferlum sem fara úrskeiðis í þroskun kyn-
fruma og valda til dæmis ófrjósemi eða æxlisvexti. Slíkt
rækturnarkerfi yrði undirstaða framfara í hjálparaðferð-
um við frjóvgun (assisted reproductive technologies).
Nóbelsverðlaunin í læknisfræði árið 2012 voru veitt
Sir John Gurdon og Shinya Yamanaka, en þeir eru frum-
kvöðlar á sviði dýraklónunar og hugmynda um frumu-
sérhæfingu annars vegar og iPS-frumutækninnar hins
vegar.6,7 iPS-frumutæknin hefur vakið vonir um einstak-
lingsbundin meðferðarúrræði við sjúkdómum sem til
þessa hafa reynst ill- eða ólæknanlegir. Með þessari tækni
má taka líkamsfrumur [feitletruð orð vísa til orðalista á
bls. 464] einstaklinga, eins og til dæmis húðfrumur, og
snúa sérhæfingu þeirra við þannig að þær öðlist að flestu
eða öllu leyti sömu eiginleika og stofnfrumur fósturvísa.
Þær öðlast því eiginleika fjölhæfis og geta þroskast yfir
í allar frumutegundir mannslíkamans.
iPS-tæknin er ómetanleg þegar kemur að því að búa
til líkön til rannsókna á ákveðnum sjúkdómum. Þannig
hefur húðfrumum einstaklinga með þrístæðan litning 21
Greinin barst
1. apríl 2015,
samþykkt til birtingar
15. september 2015.
Höfundur hefur
útfyllt eyðublað um
hagsmunatengsl.
Kímfrumur manna – framfarir í frumurækt
og vonir um meðferðarúrræði
Erna Magnúsdóttir1 líffræðingur
1Lífefna- og
sameindalíffræðistofu
læknadeildar Háskóla
Íslands, Vatnsmýrarvegi
16, 101 Reykjavík.
Fyrirspurnir: Erna
Magnúsdóttir
erna@hi.is
http://dx.doi.org/10.17992/lbl.2015.10.47
Lægra lyfjaverð fyrir þig
Við erum Mylan
Eitt stærsta samheitalyfjafyrirtæki í heimi

M
YL150901