14. juni 2014

Interview med stamcelleforsker Moustapha Kassem

Moustapha Kassem forsker i stamceller ved Syddansk Universitet i Odense. Med sit forskningsprojekt undersøger han, hvordan man kan få stamceller til at udvikle sig til bestemte celletyper
På den måde håber han på at kunne bidrage til, at man engang vil kunne kurere mennesker med sukkersyge ved at overføre insulinproducerende celler til dem.


(foto: Henrik Kastenskov) Moustapha Kassem

Moustapha Kassem: Jeg hedder Moustapha Kassem, og jeg er uddannet læge og arbejder i øjeblikket som professor og overlæge på endokrinologisk afdeling på Odense Universitetshospital.

Jeg synes, det fascinerende ved stamceller er, at de måske vil give os nye måder at forstå og behandle sygdomme på. Jeg har den der lægelige baggrund og er derfor meget interesseret i at forstå, hvorfor vi bliver syge, og hvordan vi kan behandle sygdomme. I øjeblikket kan vi for mange sygdommes vedkommende kun forhindre sygdommen i at blive værre. Vi kan ikke behandle sygdommens grundlæggende årsag.

Ved at arbejde med stamceller udforsker vi deres biologi, deres egenskaber, forstår hvordan de fungerer i kroppen. Måske kan vi for første gang få en bedre forståelse af, hvorfor sygdomme opstår og også få adgang til nye behandlingsmuligheder.

Her hos os forsker vi i embryonale stamceller.

Er det nogen, I selv udvikler?

Moustapha: Nogen af dem er vores egne og nogen af dem har vi importeret.

Er I de eneste i Danmark, der laver embryonale stamceller?

Moustapha: Nej, der er to andre grupper, én i Ålborg og én i København.

Hvor får I dem fra? Er det fra befrugtede æg, som er blevet tilovers fra par, som får børn ved hjælp af kunstig befrugtning?

Moustapha: Ja, vi starter med blastocyster, altså det befrugtede æg 5 eller 6 dage efter befrugtningen. Der består det af omkring 200 celler. Cellerne i det indre cellelag (omkring 30-40 celler) har potentiale til at blive til hvad som helst i selve kroppen. I laboratoriet prøver vi at dyrke dem (dvs. at holde cellerne i live uden for kroppen ved at sætte dem ind i et miljø, der ligner deres omgivelser i kroppen) og at få dem til at dele sig. Når det sker, kalder vi denne gruppe celler en human embryonal stamcellelinie.

Hvad går jeres forskning helt konkret ud på?

Moustapha: Vi startede forskningen i embryonale stamceller omkring 2003, og vi har i øjeblikket to forskningsprojekter. I det første undersøger vi, hvordan vi kan dyrke de humane embryonale stamceller uden for kroppen, hvordan vi kan få dem til at dele sig, og hvordan vi kan få et større antal af dem – dvs. udvikle humane embryonale stamcellelinier. Når man hører det, virker det måske meget nemt. Men faktisk er det en stor videnskab og også kunst, så vi bruger en hel del tid på projektet, fordi det er fundamentet for al den anden stamcelleforskning.

Så den første aktivitet er at dyrke de embryonale stamceller og holde dem i live, men samtidig sørge for, at de ikke begynder at specialisere sig til forskellige celletyper. Og det er ikke helt nemt, fordi de har tendens til at differentiere, når vi dyrker dem uden for kroppen.

Og idéen er selvfølgelig, at hvis man kan få dem til ikke at differentiere, så kan man i virkeligheden få relativt få stamceller til at blive til flere millioner celler – det man kalder en stamcellelinie?

Moustapha: Ja, det er hele idéen med det. For hvis du ikke har et tilstrækkeligt antal stamceller, så har du intet materiale at arbejde videre med.
I det andet projekt prøver vi at få de embryonale stamceller til at specialisere sig til en bestemt celletype. Det kalder vi differentiering. Og vi er i øjeblikket meget interesserede i at udforske, hvordan vi kan give dem de rigtige signaler i form af hormoner og vækstfaktoer (kaldes også signalstoffer), så de bliver til insulinproducerende celler eller til knogle- eller bruskceller.

De skal altså være specialiserede, når man måske engang skal bruge dem i sygdomsbehandling, hvorfor er det vigtigt?

Moustapha: Ja, fordi fx sukkersyge er en sygdom, hvor man mangler de celler, som producerer insulinen. Så hvis vi først lærer at dyrke insulinproducerende celler uden for kroppen, og bagefter kan transplantere dem til nogle sukkersygepatienter, så behandler vi ikke bare symptomerne, men den tilgrundliggende årsag til sygdommen.

Men hvorfor kan man egentlig ikke bare tage udifferentierede stamceller og sprøjte ind i patienten?

Moustapha: Jamen det har man faktisk gjort i dyreforsøg. Men det viste sig, at når man gør det på den måde, så har cellerne ikke de rigtige signaler til at fortælle dem, at de kun skal være insulinproducerende celler. De udvikler sig til en masse forskellige celletyper. Det er faktisk på den måde, vi kan se, om cellerne er embryonale stamceller. Når man implanterer dem i dyremodeller, så danner de en gruppe væv, hvor alle kropsdele er repræsenteret. Så finder du brusk, knogler, nervevæv og tarmvæv, ja alle slags væv repræsenteret i en svulst. Det er faktisk den bedste test for, om de celler, man arbejder med, er ægte embryonale stamceller. Men hvis du er sukkersygepatient der mangler insulinproducerende celler, er du selvfølgelig ikke interesseret i at få nogle celler, som pludselig bliver til bruskceller eller knogleceller eller nerveceller.



Inde i laboratoriet skal man have kittel og træsko på, fordi det er vigtigt, at alt er så sterilt som muligt. Hvis cellerne på nogen måde kommer i kontakt med bakterier, virus eller svampe fra omgivelserne, bliver de inficerede og kan ikke bruges mere. Derfor er der også et udsugningssystem på laboratoriet, der hele tiden suger gammel luft ud og puster ren, filtreret luft ind. Og dem, der arbejder med cellerne, sidder med handsker på, og arbejder med armene inde i glasskabe, der er sterile. Alligevel bliver cellerne ofte inficeret – så det kræver stor koncentration.

Cellerne opbevares i små gennemsigtige plastikbakker med seks rum i hver. Når forskerne ikke er i gang med at arbejde med cellerne, opbevares cellerne i et varmeskab, hvor der er 37°C og et CO2 tryk, der svarer til det, der findes i kroppen.

Hvordan dyrker man helt præcist stamceller?

Moustapha: Vi kan spørge Ann Dorte. Hun arbejder med embryonale stamceller, som hun ønsker at få til at blive til insulinproducerende celler. Så måske kan vi få lov til at se hendes insulinproducerende celler i dag.

Ann Dorte: Mit navn er Ann Dorte Pørneki. Jeg er molekylærbiolog og arbejder som Ph.d.-studerende på et laboratorium i tilknytning til Endokrinologisk afdeling, Odense Universitetshospital.



Kan du få dine stamceller til at blive til insulinproducerende celler?

Ann Dorte: Det er ikke så ligetil at styre stamcellerne, så vi prøver at tage det lidt i et skridt ad gangen. Den normale udvikling går via nogle grundstammer, der hedder kimlag, hvor de forskellige dele af kroppen udvikler sig fra. Der er i alt tre kimlag. Så lige nu prøver vi at tage det første lille skridt og sige, at vi gerne vil lave det kimlag, der hedder det endoderme kimlag, som de insulinproducerende celler videreudvikles fra, og så prøve at undgå de andre to, der findes.

Så man kan sige, at det virker lidt som et stamtræ, og det I prøver på nu er, om I kan gå ind på den rigtige gren?

Ann Dorte: Lige præcis, få de to andre grene savet væk, og så går vi til den mellemste gren. Den kan der så både laves lever, lunger, mave og tarm samt forskelligt andet væv ud fra. Så der skal vi igen have afskåret nogle grene, så vi kommer til bugspytkirtlen. Og hvis vi endelig kommer til bugspytkirtlen, så er der igen forskellige typer af celler i dem. Nogle laver fordøjelsesenzymer, mens andre laver hormoner, fx insulin. Så der er hele tiden sådan nogle skilleveje, hvor vi prøver at påvirke cellerne, så de udvikler sig i den rigtige retning.

Hvad gør I helt præcis for at få dem til at udvikle sig i den rigtige retning?

Ann Dorte: Der er flere muligheder. Vi skæver til, hvad der sker i den normale fosterudvikling. Hvad sker der i starten, når et befrugtede æg udvikler sig til et foster. De data, vi har, stammer typisk fra mus, fordi det er svært at lave den slags undersøgelser på mennesker. Men de data, vi har, viser, at der er nogle forskellige signalstoffer, der sandsynligvis er vigtige for at lave nervevæv, og nogle andre, der er vigtigere for at lave organer, og endnu andre der er vigtige for at udvikle de knogledannende celler.
Så vi har nogle idéer, som vi afprøver. Men der er flere typer af signalstoffer, der arbejder sammen. Og nogle skal måske være til stede, mens andre ikke skal, og nogen gange er koncentrationen af et stof helt afgørende for, om cellerne udvikler sig i den ene eller anden retning. Så vi tramper lidt rundt med gummistøvler i et komplekst system, som vi forsøger at forsimple for at kunne arbejde med det. Men vi prøver så godt, vi kan. Det er sådan lidt 'trial and error'. Vi tilsætter et stof, som vi kan se har en effekt på den normale fosterudvikling, og så ser vi, hvad der sker. Og bagefter så prøver vi med det næste.

Jeg kan se, at cellerne gror nede i sådan nogle plasticbakker?

Ann Dorte: Ja, de vokser her på plastikken i bunden, og den der røde suppe ovenpå, det er deres mad, kan man sige, deres dyrkningsmedie, der indeholder alle de her basale ting, de har brug for: Sukker, proteinstoffer og fedtstoffer.

Hvor mange celler er der nede i hvert af rummene?

Ann Dorte: En halv million til 1 mio. De vokser ligesom i sådan nogle kolonier. De kan godt lide at have den der kontakt. Det er de jo vant til at have. Så ca. en gang om ugen er man nødt til at splitte dem og sige, nu deler vi dem ud i nogle flere bakker for at få fortyndet dem en smule, for at de ikke bliver for tætte. For i det øjeblik, de kommer for tæt og begynder at vokse, så sker der nogle ting. Så begynder de at forandre sig.
Vi er også nødt til at lade de humane embryonale stamceller gå sammen med nogle museceller, der stammer fra musefostre, blot for at få dem til at overleve.

Når I nu siger, de går sammen med musestamceller, vil det så sige, at nede i den her plasticbakke…

Ann Dorte: Der ligger først et musecellelag, og så putter man de embryonale stamceller ovenpå. De skubber så lidt til musecellerne og ligger sammen.



Musecellerne er nødvendige, fordi de udskiller nogle stoffer, som er med til at holde stamcellerne udifferentierede. Vi ved ikke nøjagtigt, hvad det er for nogle. Men det generer os selvfølgelig, at de skal gå sammen med museceller. Både fordi det begrænser os i de ting, vi tilsætter, men også fordi at det skaber komplikationer, hvis vi pludselig på et eller andet tidspunkt skal bruge dem til behandling.

Kan du, Moustapha, med optimistens briller på sige, hvad stamcelleforskningen har bidraget med om 20 år?

Moustapha: Tja, jeg ved ikke om 20 år… men det første vil naturligvis være den type behandling, hvor man tager stamceller fra patienten, øger deres antal og sætter dem tilbage i patienten fx efter kortvarig differentiering uden for kroppen. Og det næste bliver nogle forsøg, hvor man bruger stamceller som kommer fra andre personer eller stamceller skabt ved hjælp af transplantation med terapeutisk kloning.

Men her er fx en profil af en typisk patient, som indlægges på hospitalet om 150 år, altså i 2150. Det er en 150-årig kvinde, og indlæggelsesårsag er feber og urinvejsinfektion, som behandles med vækstfaktor selekteret og ekspanderede immunforsvarsceller, som også er genmanipulerede for at gøre dem rettede mod den mikroorganisme, som forårsager sygdommen. Det er nemlig ikke muligt at behandle med antibiotika i 2150! Men patienten har også en meget interessant livshistorie, fordi hun har haft en hjertesygdom, som er blevet behandlet med en muskel dyrket fra stamceller for 80 år siden. Hun har også fået behandling med genterapi 40 år senere for sukkersyge, og hun fik transplanteret en hornhinde 75 år før denne indlæggelse. Så fik hun en knæprotese 47 år før indlæggelsen. Dengang lavede man en eksperimentalbehandling, hvor man har fjernet hovedet af hendes lårbensknogle, og lavet et nyt lårbensknoglehoved af stamceller stimuleret af vækstfaktorer.

Så du kan se, i 2150 kan man lave meget. Det havde man ikke troet i 2005!

Men er det et godt eller et dårligt fremtidsbillede, hvis mennesket kan blive 150 år?

Moustapha: Ja, det kan I måske fortælle mig...

Interviewet er gennemført sommeren 2006