Stem Cell Plasticity Controlling Neuronal Differentiation Prior to Cell Transplantation
Författare
Summary, in Swedish
Popular Abstract in Swedish
Parkinsons sjukdom är den näst mest vanliga neurodegenerativa sjukdomen och den drabbar 2% av befolkningen över 65 år. Sjukdomen kännetecknas av en gradvis ökad förlust av dopaminproducerande nervceller. Symtomen tilltar successivt och leder framförallt till allvarliga fördröjningar i rörelsemönstret. Dessvärre, när de första symptomen väl upptäcks, så har redan 50% av de dopaminproducerande nervcellerna dött och hittills så har man inte kunnat påvisa att stamceller i patienternas egna hjärnor skulle kunna motverka händelseförloppet. 1990 rapporterades det för första gången att transplantat av celler från substantia nigra-området (en del av hjärnan) i ett foster kan minska symtomen hos patienter med Parkinsons sjukdom. Idag har ca 400 patienter genomgått transplantationer världen över. På grund av komplikationer efter transplantationerna, samt en brist på vävnad och osäkerheten på utfallet av operationerna, så avbröts de kliniska prövningarna i slutet av 90-talet. I början av 90-talet växte idén fram att man kunde använda stamceller från nervsystemet (neurala stamceller) inom cellterapin. Genom att experimentellt odla en enda neural stamcell, skulle denna i sin tur kunna generera alla typer av nervceller. Omedelbart undersökte forskare de olika möjligheterna att använda stamceller för cellterapi inom neurodegenerativa sjukdomar. Således, påbörjades omfattande experiment på alla typer av stamceller, inkluderande neurala stamceller, embryonala stamceller och något senare även stamceller från benmärgen, med syftet att få fram dopaminproducerande nervceller. De studier som vi har utfört i denna avhandling avsåg att förbättra och öka förståelsen för utvecklingen av dessa olika typer av stamceller till nervceller, mer specifikt dopaminproducerande nervceller. Genom att använda olika metoder, undersökte vi möjligheten att blodbildande stamceller, som normalt inte bildar nervceller, skulle kunna frångå sina egenskaper och istället utvecklas till nervceller. Vi undersökte även om man genom genteknik kan ändra de program som finns i omogna nervcellers arvsmassa, och som normalt styrs av vilken hjärnregion de tillhör. På så sätt hoppades vi få cellerna att ändra sin funktion och bli dopaminproducerade nervceller ? den celltyp som dör vid Parkinsons sjukdom. Vi kunde påvisa genom våra studier att (1) blodbildande stamceller inte kan bilda nervceller, (2) neurala stamceller kan inte ändras och skapa andra typer av celler och (3) embryonala stamceller måste differentieras (omvandlas) innan man transplanterar dem i hjärnan för att minska symtomen vid Parkinsons sjukdom. Sammanfattningsvis, kunde vi dra slutsatsen att de metoder som används idag för att generera dopaminproducerande celler från stamceller, är komplicerade. Det kommer att krävas fortsatta förbättringar för att i framtiden kunna använda stamceller framgångsrikt inom restorativ terapi för neurodegenerativa sjukdomar.
Parkinsons sjukdom är den näst mest vanliga neurodegenerativa sjukdomen och den drabbar 2% av befolkningen över 65 år. Sjukdomen kännetecknas av en gradvis ökad förlust av dopaminproducerande nervceller. Symtomen tilltar successivt och leder framförallt till allvarliga fördröjningar i rörelsemönstret. Dessvärre, när de första symptomen väl upptäcks, så har redan 50% av de dopaminproducerande nervcellerna dött och hittills så har man inte kunnat påvisa att stamceller i patienternas egna hjärnor skulle kunna motverka händelseförloppet. 1990 rapporterades det för första gången att transplantat av celler från substantia nigra-området (en del av hjärnan) i ett foster kan minska symtomen hos patienter med Parkinsons sjukdom. Idag har ca 400 patienter genomgått transplantationer världen över. På grund av komplikationer efter transplantationerna, samt en brist på vävnad och osäkerheten på utfallet av operationerna, så avbröts de kliniska prövningarna i slutet av 90-talet. I början av 90-talet växte idén fram att man kunde använda stamceller från nervsystemet (neurala stamceller) inom cellterapin. Genom att experimentellt odla en enda neural stamcell, skulle denna i sin tur kunna generera alla typer av nervceller. Omedelbart undersökte forskare de olika möjligheterna att använda stamceller för cellterapi inom neurodegenerativa sjukdomar. Således, påbörjades omfattande experiment på alla typer av stamceller, inkluderande neurala stamceller, embryonala stamceller och något senare även stamceller från benmärgen, med syftet att få fram dopaminproducerande nervceller. De studier som vi har utfört i denna avhandling avsåg att förbättra och öka förståelsen för utvecklingen av dessa olika typer av stamceller till nervceller, mer specifikt dopaminproducerande nervceller. Genom att använda olika metoder, undersökte vi möjligheten att blodbildande stamceller, som normalt inte bildar nervceller, skulle kunna frångå sina egenskaper och istället utvecklas till nervceller. Vi undersökte även om man genom genteknik kan ändra de program som finns i omogna nervcellers arvsmassa, och som normalt styrs av vilken hjärnregion de tillhör. På så sätt hoppades vi få cellerna att ändra sin funktion och bli dopaminproducerade nervceller ? den celltyp som dör vid Parkinsons sjukdom. Vi kunde påvisa genom våra studier att (1) blodbildande stamceller inte kan bilda nervceller, (2) neurala stamceller kan inte ändras och skapa andra typer av celler och (3) embryonala stamceller måste differentieras (omvandlas) innan man transplanterar dem i hjärnan för att minska symtomen vid Parkinsons sjukdom. Sammanfattningsvis, kunde vi dra slutsatsen att de metoder som används idag för att generera dopaminproducerande celler från stamceller, är komplicerade. Det kommer att krävas fortsatta förbättringar för att i framtiden kunna använda stamceller framgångsrikt inom restorativ terapi för neurodegenerativa sjukdomar.
Avdelning/ar
- Institutionen för experimentell medicinsk vetenskap
- IPSC Laboratory for CNS Disease Modeling
Publiceringsår
2006
Språk
Engelska
Publikation/Tidskrift/Serie
Doctoral dissertation series
Volym
2006:105
Dokumenttyp
Doktorsavhandling
Förlag
Department of Experimental Medical Science, Lund Univeristy
Ämne
- Basic Medicine
Nyckelord
- Differentiation
- Stem cells
- Immunology
- serology
- Immunologi
- serologi
- transplantation
Status
Published
Forskningsgrupp
- IPSC Laboratory for CNS Disease Modeling
Handledare
ISBN/ISSN/Övrigt
- ISSN: 1652-8220
- ISBN: 91-85559-29-6
Försvarsdatum
22 september 2006
Försvarstid
09:15
Försvarsplats
Grubbsalen, BMC, Lunds universitet, Lund
Opponent
- Johan Ericson (professor)