Vad är stamceller och varför är de viktiga?
Idén om ett mirakelkur och kroppar som läker sig själva har en speciell fascination. Stamcellsforskning ger regenerativ medicin ett steg närmare, men många av idéerna och begreppen är fortfarande kontroversiella. Så vad är stamceller, och varför är de så viktiga?
Stamceller är en typ av cell som kan utvecklas till många andra typer av celler. Stamceller kan också förnya sig genom att dela, även efter att de har varit inaktiva under lång tid.
Människokroppen kräver många olika typer av celler för att fungera, men den producerar inte varje celltyp helt formad och redo att användas. Istället producerar den stamceller som har ett brett spektrum av möjliga funktioner. Men stamceller måste bli en specifik celltyp för att vara användbara.
När en stamcell delar sig kan de nya cellerna antingen bli en annan stamcell eller en specifik cell, såsom en blodcell, en hjärncell eller en muskelcell.
Forskare kallar en stamcell för en odifferentierad cell eftersom den kan bli vilken cell som helst. Däremot är en blodcell till exempel en ”differentierad” cell, eftersom den redan är en specifik celltyp.
Stamceller i terapi
I vissa vävnader spelar stamceller en viktig roll vid regenerering, eftersom de lätt kan delas för att ersätta döda celler.
Forskare tror att att veta hur stamceller fungerar kan leda till möjliga behandlingar för tillstånd, såsom diabetes och hjärtsjukdom.
Till exempel, om någons hjärta innehåller skadad vävnad, kan läkare kunna stimulera frisk vävnad att växa genom att transplantera laboratorievuxna stamceller i personens hjärta. Detta kan få hjärtvävnaden att förnya sig.
Forskare på en mindre studie publicerad i Journal of Cardiovascular Translational Research testat denna metod.
Resultaten visade en minskning med 40 procent av storleken på ärrad hjärtvävnad orsakad av hjärtattacker när läkare transplanterade stamceller till det skadade området.
Läkare har alltid ansett denna typ av ärrbildning permanent och obehandlad.
Denna lilla studie involverade dock endast 11 deltagare. Detta gör det svårt att avgöra om förbättringen av hjärtfunktionen berodde på transplantation av stamceller eller om det berodde på något annat.
Till exempel, alla transplantationer ägde rum medan individerna genomgick hjärtbypassoperation, så det är möjligt att förbättringen av hjärtfunktionen berodde på bypass snarare än stamcellsbehandling.
För att undersöka vidare planerar forskarna att göra en ny studie. Denna studie kommer att inkludera en kontrollgrupp för personer med hjärtsvikt som genomgår bypassoperation men som inte får stamcellsbehandling.
En annan undersökning, publicerad i Naturkommunikation under 2016 har föreslagit att stamcellsterapier kan ligga till grund för personlig diabetesbehandling.
I möss och laboratoriedjur odlade forskare framgångsrikt insulinutsöndrande celler från stamceller härrörande från huden hos personer med typ 1-diabetes.
Jeffrey R. Millman, biträdande professor i medicin och biomedicinsk teknik vid Washington University School of Medicine och första författare, säger:
"I teorin, om vi kunde ersätta de skadade cellerna hos dessa individer med nya betaceller i bukspottkörteln - vars primära funktion är att lagra och släppa insulin för att kontrollera blodsockret - skulle patienter med typ 1-diabetes inte behöva insulinskott längre."
Jeffrey R. Millman
Millman hoppas att dessa stamceller härledda betaceller kan vara redo för forskning på människor inom 3 till 5 år.
"Vad vi föreställer oss är ett öppenvårdsförfarande där någon typ av utrustning fylld med cellerna skulle placeras precis under huden", sa han.
Stamceller kan ha stor potential för att utveckla nya terapier.
Stamceller i läkemedelsutveckling
Ett sätt som forskare använder stamceller just nu är att utveckla och testa nya läkemedel.
Den typ av stamceller som forskare ofta använder för detta ändamål kallas inducerade pluripotenta stamceller.
Dessa är celler som redan har genomgått differentiering, men som forskare genetiskt har "omprogrammerat" med hjälp av virus så att de kan dela sig och bli vilken cell som helst. På detta sätt fungerar de som odifferentierade stamceller.
Forskare kan odla differentierade celler från dessa pluripotenta stamceller för att likna till exempel cancerceller. Att skapa dessa celler innebär att forskare kan använda dem för att testa läkemedel mot cancer.
Forskare gör redan ett stort antal cancerceller med denna metod. Men eftersom de ännu inte kan skapa celler som efterliknar cancerceller på ett kontrollerat sätt är det inte alltid möjligt att replikera resultaten exakt.
Fungerar nuvarande stamcellsterapier?
Under de senaste åren har kliniker öppnats som erbjuder stamcellsbehandlingar.
En 2016-studie publicerad i Cellstamcell räknade 570 av dessa kliniker bara i USA. De erbjuder stamcellsbaserade terapier för störningar som sträcker sig från idrottsskador till cancer.
Stamcellsterapier är dock fortfarande mest teoretiska än evidensbaserade.
Mycket få stamcellsbehandlingar har till och med nått den tidigaste fasen av en klinisk prövning. Forskare utför det mesta av den aktuella forskningen på möss eller en petriskål.
Trots detta tillåter U.S. Food and Drug Administration (FDA) kliniker att injicera människor med sina egna stamceller, så länge cellerna endast är avsedda att utföra sin normala funktion, enligt Cellstamcell.
Var kommer stamceller ifrån?
Forskare kan skörda stamceller på olika sätt.
Embryonala stamceller kommer från ett embryo som bara är några dagar gammalt.
Forskare kan extrahera vuxna stamceller från olika typer av vävnader, inklusive hjärnan, benmärgen, blodkärlen, skelettmuskulaturen, huden, tänderna, tarmen, levern, bland andra.
Fostervätska innehåller stamceller. Många kvinnor väljer ett fostervattentest som kontrollerar medfödda funktionsnedsättningar innan barnet föds. Om läkaren behåller vätskan kan de använda den i framtiden för att behandla andra tillstånd antingen under graviditeten eller efter födseln.
Inducerade pluripotenta stamceller (iPS-celler) är celler som forskare kan omprogrammera för att fungera som stamceller, för användning inom regenerativ medicin.
Efter att ha samlat stamcellerna lagrar forskare vanligtvis dem i flytande kväve för framtida bruk.
Etiska problem
Historiskt har användningen av stamceller i medicinsk forskning varit kontroversiell.
Detta beror på att när den terapeutiska användningen av stamceller först kom till allmänhetens uppmärksamhet i slutet av 1990-talet hämtade forskare mänskliga stamceller från embryon.
Många människor håller inte med att använda humana embryonala celler för medicinsk forskning eftersom extrahering av stammen innebär att förstöra embryot.
Detta skapar komplexa frågor, eftersom människor har olika uppfattningar om vad som utgör början på människolivet.
För vissa människor börjar livet när ett barn föds eller när ett embryo utvecklas till ett foster. Andra tror att människolivet börjar vid befruktningen, så ett embryo har samma moraliska status och rättigheter som en människovuxen eller ett barn.
President George W. Bush hade starka, religiösa åsikter för livet och han förbjöd finansiering för mänsklig stamcellsforskning 2001.
President Obamas administration tillät emellertid en delvis återföring av dessa forskningsrestriktioner.
Men 2006 hade forskare redan börjat använda pluripotenta stamceller. Forskare härleder inte dessa stamceller från embryonala stamceller. Som ett resultat har denna teknik inte samma etiska problem.
Med detta och andra nya framsteg inom stamcellsteknik börjar attityderna till stamcellsforskning långsamt att förändras.
Nuvarande forskning
Stamcellsforskning hjälper forskare att förstå hur en organism utvecklas från en enda cell och hur friska celler kommer att ersätta defekta celler hos människor och djur.
Förstå cancer
Många allvarliga medicinska tillstånd som uppträder hos människor, såsom cancer och medfödda funktionsnedsättningar, händer eftersom celler delar sig onormalt.
En bättre förståelse för stamceller kan ge insikt i hur dessa sjukdomar uppstår och möjliga behandlingsalternativ.
Regenerativ medicin
I juni 2016 tog två forskare andra priset i materialkategorin i Storbritanniens Royal Society of Chemistrys nya tekniktävling för att skapa ett syntetiskt biomaterial som stimulerar stamceller som är inhemska i en persons egna tänder.
Forskarna tror att detta material kommer att ersätta fyllningar, eftersom stamcellerna skulle få de skadade tänderna att läka sig själva.
Även om mycket mer forskning är nödvändig innan stamcellsterapier kan bli en del av regelbunden medicinsk praxis, utvecklas vetenskapen kring stamceller hela tiden.
På nästan alla terapiområden hoppas läkare att stamcellsteknik kommer att revolutionera terapeutiska normer och införa åtminstone en ny standard för personlig behandling och kanske till och med självläkande kroppar.
När det kan hända är ingen helt redo att säga.
Ta reda på mer här om stamceller, var de kommer ifrån och deras möjliga användningsområden.
