At skabe liv fra en hudcelle

Et engelsk forskerteam har groet kunstige muse-fostre med et realistisk udseende. De har ikke brugt hverken æg- eller sædceller men blot stamceller. Det er et gennembrud i forskningen af fosterudvikling, og kan kaste lys på de allertidligste stadier, som stadig er ’en sort boks’ for forskerne.

I 1978 blev et barn for første gang hjulpet til verden ved hjælp af kunstig befrugtning. Det delte befolkningen i to, hvoraf den ene så store fremtidsperspektiver for menneskeheden, mens den anden gruppe rasede over, at mennesket ville gøre sig til herre over livet. Børn der var blevet til med hjælp i et laboratorium, blev lidt nedladende kaldt for reagensglasbørn. Også ord som racehygiejne dukkede op i slipstrømmen på den nye teknologi, hvor man frygtede, at forældre i takt med at den genetiske viden blev større, i fremtiden ville kunne vælge at få børn med bestemte egenskaber, lige fra blå øjne til høj IQ.

Klip til i dag, hvor hvert 12. danske barn er skabt i en petriskål, og hvor ingen kunne drømme om at stille spørgsmålstegn ved, om det er etisk i orden at få lægelig assistance til befrugtningen.

Til gengæld har vi med den nye teknologi CRISPR fået en ny etisk udfordring. CRISPR gør forskere og læger i stand til at fjerne eller indsætte genetiske variationer i arvematerialet, og det kan potentielt bruges til, at fjerne anlæg for alvorlige sygdomme, men hvor går grænsen for, hvilke ting man må manipulere med genetisk ved et foster, og kan vi risikere, at det er en glidebane mod ’designerbørn’.

Magdalena Zernicka-Goetz Foto: Cambridge University

Én ting har dog været sikkert uanset om et lille nyt menneske bliver til ved naturmetoden eller ved laboratoriebefrugtning. For at danne et foster, er der brug for en ægcelle og en sædcelle. Men nu er forskere rundt om i verden ved at komme over den hurdle. Og i 2018 lykkedes det britiske forskere at skabe et musefoster kun ved hjælp af kunstige stamceller.

– Vores kunstige fostre gennemgik den vigtigste begivenhed i livet i petriskålen. De er nu ekstremt tæt på at være rigtige fostre. For at udvikle sig videre, skal de placeres i en moders krop eller en kunstig moderkage, udtalte professor Magdalena Zernicka-Goetz, der ledede det team, der stod bag studiet i en artikel fra Cambridge Universitet.

Sådan bliver et menneske til

Når et æg er blevet befrugtet, deler det sig flere gange, og danner dermed en lille fritflydende kugle af celler, der ligner en klase bær. På femtedagen, det som kaldes blastocyst-stadiet, opstår der et hulrum inde i celleklumpen, hvor nogle af cellerne lægger sig i yderkanten, mens andre klumper sig sammen i en indercellemasse i den ene ende. Disse indre celler bliver til selve fosteret. De kaldes embryonale stamceller (ES). De ydre celler bliver til fosterhinde og moderkage og kaldes trophoblast stamceller (TS).

I løbet af de første få uger efter blastocyst-stadiet sker det der kaldes gastrulering. Her folder cellestrukturen sig på en måde, så fostrets grundlæggende form dannes. I samme ombæring danner ES-cellerne tre linjer (kimlinjer) af stamceller, der virker som skabelon for dannelsen af forskellige typer af væv. En linje danner nerveceller og hud, en anden linje danner blodceller, muskler og knogler, mens den tredje kimlinje danner de fleste af de indre organer.

Syntetisk Embryo Foto: Cambridge University

Det har vist sig, at for at gå fra blastocyst-stadiet til gastrulering, er det nødvendigt med en tredje type stamceller, som man egentlig bare troede, var en slags affaldsprodukt i forbindelse med blastocysten. Men i 2016 fandt forskere på Michigan Universitet ud af, at disse ’affalds’-celler, der dukker op inden for den første uge med celledeling, rent faktisk er en vigtig ingrediens, hvis der skal dannes et foster.

Det er de såkaldte ekstraembryonale endoderme celler (XEN). De sørger for, at der kommer vigtige næringsstoffer ind til de celler der skal blive til et foster, og de spiller en vigtig rolle for dannelse af navlestrengen og det der kaldes blommesækken, en slags midlertidig madpakke for fostret de første uger.

Forskerne genskaber naturen

Det var netop denne sidste ingrediens forskerne manglede, for at kunne danne et musefoster uden brug af hverken ægceller eller sædceller.

– En rigtig gastrulering indenfor normal udvikling er kun mulig, hvis du har alle tre typer af stamceller. For at rekonstruere denne komplekse dans, var vi nødt til at tilføre den manglende tredje type stamceller, fortæller Zernicka-Goetz.

Stamcellerne fik de fra et allerede eksisterende fem-syv dage gamle musefoster. Det de viste var altså, at ved at tage de tre celletyper, der er til stede ved blastocysten kan man danne et nyt foster i en petriskål.

Andre forskere er gået videre med det. En israelsk forskningsgruppe har nemlig skabt alle tre typer af kunstige stamceller ud fra helt almindelige hudceller. I teorien skulle det altså være muligt at tage hudceller fra et menneske og skabe et nyt menneske blot ud fra disse celler.

Opdagelsen af kunstige stamceller

For at belyse hvordan det kan lade sig gøre, skal vi helt tilbage til 2006, hvor den japanske forsker Shinya Yamanaka ledede en gruppe på Kyoto Universitet. Her havde hans post.doc studerende Kazutoshi Takahashi taget hudceller fra en voksen mus, og udsat dem for en virus med 24 gener (en virus kan trænge ind i en celle og efterlade dna-materiale i den). Efter to uger havde cellerne tranformeret sig, og lignede og opførte sig ligesom ES-celler.

– På det tidspunkt tænkte jeg ’det må være en form for fejl’, fortæller Yamanaka til tidsskriftet Nature. Men det var det ikke. De udførte eksperimentet igen og igen, og fik samme resultater.

Gruppen havde fundet en metode til, at få almindelige celler fra hud, blod eller andet væv til at vende tilbage til den originale stamcelleform. Ved at forfine metoden, kunne de simpelthen nulstille enhver celle.

Shinya Yamanaka modtager Nobelprisen Foto: Nobel Media

Opdagelsen skaffede Yamanaka en nobelpris i 2012 (delt med to andre forskere), og stamcellerne – kaldet induced-pluripotent stamceller (iPSC) – er siden blevet brugt til blandt andet at udvikle stamcelleterapi og kunstige organer i ministørrelse, fordi kan tage en persons egne hudceller, og finde tilbage til samme persons originale cellemateriale.

De israelske forskere har udbygget metoden, og viser for første gang, at det ikke kun er ES-celler man kan fremstille kunstigt ud af en hudcelle. Også TS- og XENceller kan skabes i laboratoriet, og dermed er vejen banet for, at nye fostre kan dannes kunstigt fra et enkelt menneske.

Stadig på grundforskningsniveau

Selvom det altså teoretisk er muligt at lave kunstige menneskefostre, er der langt til det bliver en realistet. Både etisk, lovgivningsmæssigt og praktisk. For nok raser kapløbet med at skabe den første levende mus udelukkende fra hudceller af en voksen mus, men derfra er der lang vej til, at et menneske kan blive til fra et hudskrab.

“det betyder, at man begynder at kunne kaste lys på dele af de processer i fosterdannelsen, som vi endnu ikke forstår”

Det er ikke nok, at cellerne til fostret dannes. De skal også folde sig på den helt rigtige måde, så der dannes den rigtige 3D struktur. Det er en kompliceret interaktion mellem cellerne, og de skal være i det helt rigtige miljø. Men det betyder, at man begynder at kunne kaste lys på dele af de processer i fosterdannelsen, som vi endnu ikke forstår.

– Vi kan nu prøve at gøre dette med tilsvarende menneskelige celletyper, og studere de allertidligste begivenheder i den menneskelige fosterudvikling uden faktisk at være nødt til at bruge rigtige menneskefostre, fortæller Zernicka-Goetz i artiklen fra Cambridge Universitetet.

Som det er i fertilitetsbehandlingen dag, når kun en fjerdedel af de befrugtede æg til at gennemgå blastocyst og fæstne sig til livmoderen. Forstår man de allertidligste led af processen ved fosterdannelsen, vil succesraten kunne forbedres markant.

Og designerbabyer? De ligger stadig et stykke ude i fremtiden.

Denne artikel blev bragt første gang 5. september 2019

Denne uge:

At skabe liv fra en hudcelle

Et engelsk forskerteam har groet kunstige muse-fostre med et realistisk udseende. De har ikke brugt hverken æg- eller sædceller men blot stamceller. Det er et gennembrud i forskningen af fosterudvikling, og kan kaste lys på de allertidligste stadier, som stadig er ’en sort boks’ for forskerne.

I 1978 blev et barn for første gang hjulpet til verden ved hjælp af kunstig befrugtning. Det delte befolkningen i to, hvoraf den ene så store fremtidsperspektiver for menneskeheden, mens den anden gruppe rasede over, at mennesket ville gøre sig til herre over livet. Børn der var blevet til med hjælp i et laboratorium, blev lidt nedladende kaldt for reagensglasbørn. Også ord som racehygiejne dukkede op i slipstrømmen på den nye teknologi, hvor man frygtede, at forældre i takt med at den genetiske viden blev større, i fremtiden ville kunne vælge at få børn med bestemte egenskaber, lige fra blå øjne til høj IQ.

Klip til i dag, hvor hvert 12. danske barn er skabt i en petriskål, og hvor ingen kunne drømme om at stille spørgsmålstegn ved, om det er etisk i orden at få lægelig assistance til befrugtningen.

Til gengæld har vi med den nye teknologi CRISPR fået en ny etisk udfordring. CRISPR gør forskere og læger i stand til at fjerne eller indsætte genetiske variationer i arvematerialet, og det kan potentielt bruges til, at fjerne anlæg for alvorlige sygdomme, men hvor går grænsen for, hvilke ting man må manipulere med genetisk ved et foster, og kan vi risikere, at det er en glidebane mod ’designerbørn’.

Magdalena Zernicka-Goetz Foto: Cambridge University

Én ting har dog været sikkert uanset om et lille nyt menneske bliver til ved naturmetoden eller ved laboratoriebefrugtning. For at danne et foster, er der brug for en ægcelle og en sædcelle. Men nu er forskere rundt om i verden ved at komme over den hurdle. Og i 2018 lykkedes det britiske forskere at skabe et musefoster kun ved hjælp af kunstige stamceller.

– Vores kunstige fostre gennemgik den vigtigste begivenhed i livet i petriskålen. De er nu ekstremt tæt på at være rigtige fostre. For at udvikle sig videre, skal de placeres i en moders krop eller en kunstig moderkage, udtalte professor Magdalena Zernicka-Goetz, der ledede det team, der stod bag studiet i en artikel fra Cambridge Universitet.

Sådan bliver et menneske til

Når et æg er blevet befrugtet, deler det sig flere gange, og danner dermed en lille fritflydende kugle af celler, der ligner en klase bær. På femtedagen, det som kaldes blastocyst-stadiet, opstår der et hulrum inde i celleklumpen, hvor nogle af cellerne lægger sig i yderkanten, mens andre klumper sig sammen i en indercellemasse i den ene ende. Disse indre celler bliver til selve fosteret. De kaldes embryonale stamceller (ES). De ydre celler bliver til fosterhinde og moderkage og kaldes trophoblast stamceller (TS).

I løbet af de første få uger efter blastocyst-stadiet sker det der kaldes gastrulering. Her folder cellestrukturen sig på en måde, så fostrets grundlæggende form dannes. I samme ombæring danner ES-cellerne tre linjer (kimlinjer) af stamceller, der virker som skabelon for dannelsen af forskellige typer af væv. En linje danner nerveceller og hud, en anden linje danner blodceller, muskler og knogler, mens den tredje kimlinje danner de fleste af de indre organer.

Syntetisk Embryo Foto: Cambridge University

Det har vist sig, at for at gå fra blastocyst-stadiet til gastrulering, er det nødvendigt med en tredje type stamceller, som man egentlig bare troede, var en slags affaldsprodukt i forbindelse med blastocysten. Men i 2016 fandt forskere på Michigan Universitet ud af, at disse ’affalds’-celler, der dukker op inden for den første uge med celledeling, rent faktisk er en vigtig ingrediens, hvis der skal dannes et foster.

Det er de såkaldte ekstraembryonale endoderme celler (XEN). De sørger for, at der kommer vigtige næringsstoffer ind til de celler der skal blive til et foster, og de spiller en vigtig rolle for dannelse af navlestrengen og det der kaldes blommesækken, en slags midlertidig madpakke for fostret de første uger.

Forskerne genskaber naturen

Det var netop denne sidste ingrediens forskerne manglede, for at kunne danne et musefoster uden brug af hverken ægceller eller sædceller.

– En rigtig gastrulering indenfor normal udvikling er kun mulig, hvis du har alle tre typer af stamceller. For at rekonstruere denne komplekse dans, var vi nødt til at tilføre den manglende tredje type stamceller, fortæller Zernicka-Goetz.

Stamcellerne fik de fra et allerede eksisterende fem-syv dage gamle musefoster. Det de viste var altså, at ved at tage de tre celletyper, der er til stede ved blastocysten kan man danne et nyt foster i en petriskål.

Andre forskere er gået videre med det. En israelsk forskningsgruppe har nemlig skabt alle tre typer af kunstige stamceller ud fra helt almindelige hudceller. I teorien skulle det altså være muligt at tage hudceller fra et menneske og skabe et nyt menneske blot ud fra disse celler.

Opdagelsen af kunstige stamceller

For at belyse hvordan det kan lade sig gøre, skal vi helt tilbage til 2006, hvor den japanske forsker Shinya Yamanaka ledede en gruppe på Kyoto Universitet. Her havde hans post.doc studerende Kazutoshi Takahashi taget hudceller fra en voksen mus, og udsat dem for en virus med 24 gener (en virus kan trænge ind i en celle og efterlade dna-materiale i den). Efter to uger havde cellerne tranformeret sig, og lignede og opførte sig ligesom ES-celler.

– På det tidspunkt tænkte jeg ’det må være en form for fejl’, fortæller Yamanaka til tidsskriftet Nature. Men det var det ikke. De udførte eksperimentet igen og igen, og fik samme resultater.

Gruppen havde fundet en metode til, at få almindelige celler fra hud, blod eller andet væv til at vende tilbage til den originale stamcelleform. Ved at forfine metoden, kunne de simpelthen nulstille enhver celle.

Shinya Yamanaka modtager Nobelprisen Foto: Nobel Media

Opdagelsen skaffede Yamanaka en nobelpris i 2012 (delt med to andre forskere), og stamcellerne – kaldet induced-pluripotent stamceller (iPSC) – er siden blevet brugt til blandt andet at udvikle stamcelleterapi og kunstige organer i ministørrelse, fordi kan tage en persons egne hudceller, og finde tilbage til samme persons originale cellemateriale.

De israelske forskere har udbygget metoden, og viser for første gang, at det ikke kun er ES-celler man kan fremstille kunstigt ud af en hudcelle. Også TS- og XENceller kan skabes i laboratoriet, og dermed er vejen banet for, at nye fostre kan dannes kunstigt fra et enkelt menneske.

Stadig på grundforskningsniveau

Selvom det altså teoretisk er muligt at lave kunstige menneskefostre, er der langt til det bliver en realistet. Både etisk, lovgivningsmæssigt og praktisk. For nok raser kapløbet med at skabe den første levende mus udelukkende fra hudceller af en voksen mus, men derfra er der lang vej til, at et menneske kan blive til fra et hudskrab.

“det betyder, at man begynder at kunne kaste lys på dele af de processer i fosterdannelsen, som vi endnu ikke forstår”

Det er ikke nok, at cellerne til fostret dannes. De skal også folde sig på den helt rigtige måde, så der dannes den rigtige 3D struktur. Det er en kompliceret interaktion mellem cellerne, og de skal være i det helt rigtige miljø. Men det betyder, at man begynder at kunne kaste lys på dele af de processer i fosterdannelsen, som vi endnu ikke forstår.

– Vi kan nu prøve at gøre dette med tilsvarende menneskelige celletyper, og studere de allertidligste begivenheder i den menneskelige fosterudvikling uden faktisk at være nødt til at bruge rigtige menneskefostre, fortæller Zernicka-Goetz i artiklen fra Cambridge Universitetet.

Som det er i fertilitetsbehandlingen dag, når kun en fjerdedel af de befrugtede æg til at gennemgå blastocyst og fæstne sig til livmoderen. Forstår man de allertidligste led af processen ved fosterdannelsen, vil succesraten kunne forbedres markant.

Og designerbabyer? De ligger stadig et stykke ude i fremtiden.

Denne artikel blev bragt første gang 5. september 2019

Log ind

Opret kundekonto

Dine personlige data vil blive anvendt til at understøtte din brugeroplevelse,, til at administrere adgang til din konto, og til andre formål, som er beskrevet i vores persondatapolitik.

Ja tak, jeg vil gerne have et gratis prøveabonnement og adgang til alle artikler

Enkelt abonnement


Abonnement

30 dages gratis prøveperiode. Herefter 49,00 DKK per måned. Dit abonnement bliver fornyet automatisk, når prøveperioden udløber. Du kan opsige abonnementet når du vil.

30 dages gratis prøveperiode. Herefter 49,00 DKK per måned

Varenummer (SKU): 40000 Varekategori:

Gruppeabonnement


Gruppeabonnement

Dit abonnement bliver fornyet automatisk, når prøveperioden udløber. Du kan opsige abonnementet når du vil.

30 dages gratis prøveperiode. Herefter Fra: 39,00 DKK per måned per medlem

Fra 5102550
Clear

Gruppemedlemmer:

Varenummer (SKU): 30000 Varekategori:

Gavekort


Tilbud

Gavekort

Gavekortet modtages som kode via e-mail og kan frit gives væk. Den første måned er stadig gratis ved brug af gavekort.

90,00 DKK120,00 DKK

3 måneder4 måneder
Ryd

Varenummer (SKU): N/A Varekategori: