Celler fra munnen kan kurere blinde

En versjon av denne artikkelen er også publisert på forskning.no .

– Ikke bare kan behandlingen gi disse blinde synet tilbake, men pasientene med denne type blindhet kan også få slippe å leve med betydelige smerter.

Øyelege Tor Paaske Utheim forklarer mens han peker på en illustrasjonsvideo. Den viser overraskende nok ikke celler og labinstrumenter, men et verdenskart, en liten pappeske og et fly som frakter esken fra ett land til et annet. Vyene i dette forskningsprosjektet strekker seg utover det rent medisinske.

I over ti år har han forsket på hvordan visse typer blindhet kan kureres ved å dyrke stamceller fra vev som hentes fra forskjellige steder på kroppen. Det dyrkede vevet transplanteres til det skadde øyet, og den blinde kan få synet tilbake. De siste årene har satsingen ligget på bruken av munnslimhinneceller til å dyrke nye stamceller, i tillegg til å gjøre forholdene for lagring og transport av behandlingen best mulig.

Når stamcellene svikter

At celler hentet ut fra munnslimhinnen kan gi synet tilbake, er ukjent for de fleste. For vel ti år siden var det ansett som umulig, men i dag stadfester resultater behandlingsmetodens potensial:

– Tyve kliniske studier fra ulike land har så langt vist gode resultater, forteller Utheim.

– Men det er viktig å presisere at dette per i dag bare gjelder en gruppe sykdommer som skyldes stamcellesvikt i hornhinnen. Utheim er forskergruppeleder ved Det odontologiske fakultet ved Universitetet i Oslo (UiO) og Avdeling for medisinsk biokjemi ved Oslo Universitetssykehus. For øyeblikket veileder han 18 PhD-kandidater og forskerlinjestudenter.

Det er pasienter med øyeplager fra såkalt limbal stamcellesvikt, som har grunn til å være håpefulle til Utheim og hans kolleger. Denne lidelsen kan for eksempel komme av UV-stråling, etseskader utløst av kjemikaliebruk, kraftige infeksjoner som trakom, eller ulike sykdommer, blant dem noen som er arvelige.¹ Hvor mange som er rammet av limbal stamcellesvikt verden over, er usikkert. Men i India anslås det at det dreier seg om cirka 1,5 millioner. Det som derimot er sikkert, er at lidelsen oftest rammer befolkningen i utviklingsland.

Ødelagt syn og sterke smerter

Stamcellene, som befinner seg i ytterkanten av øyets hornhinne, skal hjelpe overflaten til hornhinnen med å holde seg jevn og klar.

– Ved limbal stamcellesvikt er stamcellene blitt skadet. Det gjør at de ikke kan fornye hornhinnens ytterste lag. I stedet vokser andre celler inn over hornhinnen, som er øyets vindu, og gjør at den kan bli helt eller delvis tildekket, forklarer Utheim. – Dette forklarer redusert syn eller blindhet.

Noen plages også av sterke smerter. Én pasients beskrivelse, da han ble intervjuet av NRK om limbal stamcellesvikt for noen år siden, var:

– Jeg vet ikke hva som er verst: smertene, eller å miste synet.

Når stamcellene ikke fungerer, kan det oppstå sår i hornhinnen som blotter nervefibrene.

– Siden antallet nervefibre er langt høyere i hornhinnen enn for eksempel i huden, er det ikke overraskende at noen pasienter opplever sterke smerter, utdyper Utheim.

Hverken mirakel eller magi

Det var derfor et gjennombrudd på behandlingsfeltet for cirka ti år siden, da japanske forskere viste at celler fra munnslimhinnen kunne erstatte celler fra øyet, i behandling av limbal stamcellesvikt. Siden slutten av 90-tallet har det eksistert en kur med bruk av dyrkede stamceller, men da forutsatt at pasienten fremdeles hadde ett friskt øye som man kunne hente celler fra.

Behandlingen ble senere utviklet til at man kunne høste celler fra en slektning eller avdød person. Samtidig involverte det bruk av sterke immundempende medikamenter for pasientene, som kunne gi alvorlige bivirkninger.

Milepælen på forskningsfeltet kom dermed da det ble mulig å bruke egne celler til å behandle blindhet på begge øynene – uten bruk av immundempende medikamenter i etterkant. Forskningen tok sannsynligvis denne retningen fordi det er likheter mellom munnslimhinnen og øyets overflate.

Til nå har man vært avhengig av fysisk nærhet til dyrkingslaboratorier og klinikker for å kunne behandles med denne metoden. Det er ingen som har beskrevet noen prosedyre for å lagre cellene som hentes ut fra munnslimhinnen, slik at de kan oppbevares og transporteres på en enkel måte. Det har igjen gjort behandlingen nær sagt utilgjengelig for mange av de pasientene som trenger den mest, nemlig pasienter i ulike utviklingsland. Dette kan imidlertid være i ferd med å endre seg.

Forsker på bedre lagringsforhold

Det er her forskergruppa til Utheim står nå: i spissenfor å kunne spre behandlingen til pasienter i et mye større geografisk område enn tidligere. – I dag dyrkes munnhuleceller for behandling av blindhet i noen få spesialiserte sentre i verden. Ved å forske på de mest optimale betingelsene for å lagre og transportere det dyrkede vevet, vil vi kunne gjøre behandlingsmetoden tilgjengelig på verdensbasis, og ikke bare nær dyrkningssentrene, forteller Rakibul Islam. Han er doktorgradsstipendiat på Institutt for oral biologi ved Det odontologiske fakultet, med Utheim som hovedveileder.

I doktorgradsprosjektet, som er et samarbeid med Harvard Medical School, har Islam gjort funn som tilgjengeliggjør denne måten å behandle blindhet på for klinikker over hele verden. I tillegg kan funnene hans bidra til å forbedre behandlingsresultatene.

– Ved å lagre det dyrkede vevet i en liten lukket beholder i en uke, økes fleksibiliteten til behandlingsmetoden betraktelig. Det gjør det lettere å planlegge operasjonen og åpner for kvalitetssikring gjennom mikrobiologisk testing av vevet før transplantasjon, forklarer han.

Stipendiaten har publisert noen av funnene sine: blant annet en definert angivelse av hvilke temperaturer man aller helst bør lagre de cellene som blir hentet ut fra munnhulen ved, etter dyrkning. En kunne kanskje tenke seg at 37 grader er det som bevarer cellenes levedyktighet best. Men forsøkene hans viste at de dyrkede stamcellene beholder de vesentlige egenskapene best mellom 12 og 16 grader.⁴

Ulik cellekvalitet i munnhulen

Under et forskningsopphold ved Harvard testet Islam også hvilke områder av munnhulen som er best egnet for bruk innen regenerativ medisin; forskningen på å erstatte – regenerere – vev eller organer, ofte ved dyrking av stamceller. Han begrunner med et eksempel:

– Når vi brenner oss på varm kaffe noen steder i munnen, så leges det så raskt at vi har glemt det den neste morgenen. Det er fordi munnslimhinnen har celler som formerer seg svært raskt. Vi ønsket å undersøke om det var regionale forskjeller i munnhullen som vi kunne dra nytte av i behandling av limbal stamcellesvikt, forteller han.

–  Funnene viser at beliggenheten i munnhulen for vevet vi høster gir påfallende store utslag i kvaliteten på det dyrkede vevet, fortsetter stipendiaten.

Resultatene fra denne studien er ikke publisert ennå.

En forflytningsvennlig teknologi

Utheim og Islams forskning kan få konsekvenser for de mange blinde som bor langt fra sentraliserte dyrkningslaboratorier. I Utheims doktorgradsprosjekt fra 2010 utviklet han, i samarbeid med øyelege Sten Ræder, lagringsteknologi for dyrkede stamceller, slik at det dyrkede vevet kan transporteres i en liten spesiallaget plastbeholder. Dermed er vevet fra stamcellene løsrevet fra kostbart og plasskrevende laboratorieutstyr, noe som gir en helt annen form for fleksibilitet enn tidligere.

–  Celleprøven fra munnhulen kan sendes med fly over lange avstander til spesialiserte laboratorier med førsteklasses utstyr og ekspertise. Etter et par uker med dyrkning i laboratoriet, vil avsender kunne motta vevet klart til bruk. En øyelege vil deretter overføre stamcellene til pasientens øye, forklarer Islam. Illustrasjonsvideoen med flytransporten begynner å gi mening.

Doktorgradsstipendiaten fra Bangladesh legger ikke skjul på at transporteringspotensialet i prosjektet har vært viktig for hans eget engasjement:

– Selv om den vitenskapelige og tekniske delen av prosjektet vårt er veldig spennende, så har det vært ekstra motiverende å tenke på mulighetene denne lagringsteknologien gir til å behandle blindhet i alle deler av verden, inkludert mitt hjemland.

Godkjent i EU

Og det er en sjanse for at Islams landsmenn med limbal stamcellesvikt snart kan dra nytte av teknologien han er med på å utvikle. I dag eksisterer det blant annet ett sentralt laboratorium for dyrking av stamceller i Italia, og tidligere i år godkjente European Medicine Agency framgangsmåten med å dyrke fram stamceller fra hornhinnen i laboratorier innenfor EU. Det er den første stamcellebehandlingen som er blitt godkjent av European Medicine Agency, ifølge Nature Biotechnology.³ I tidsskriftets dekning av saken karakteriserer Utheim godkjenningen som et viktig skritt mot å kunne implementere stamcelleteknologien over større geografiske områder.

Så langt har nesten 250 personer med limbal stamcellesvikt fått behandling som involverer transplantasjon av stamceller dyrket fram fra pasientenes egne munnslimhinneceller.

– Dette gir et godt grunnlag for å kunne si noe om hvor vellykket denne behandlingen er, mener Utheim.

Han har nylig publisert en artikkel i det prestisjetunge tidsskriftet Stem Cells om hvilke muligheter som ligger i munnhulen innen regenerativ medisin.² Cirka tre av fire behandlinger beskrives som vellykkede.

Hva blir det neste?

Mye forskning på stamcellefeltet i øyefaget går i retning av å forenkle, forbedre og tilgjengeliggjøre behandlingen:

– Andre studier i forskergruppa viser gode resultater ved dyrkning av celler fra munnslimhinne på kontaktlinser. Dette er en ny måte å dyrke disse cellene på, som vi håper kommer til å gjøre den kirurgiske prosedyren enklere på sikt, forteller Utheim.

Utviklingen kan vise seg å gjøre det mulig å transplantere dyrkede stamceller til et skadd øye med tilnærmet lik framgangsmåte som når man setter på en vanlig kontaktlinse.

Har betydning også for andre felt

Forskningsgruppa til Utheim har mottatt en rekke forsknings- og innovasjonspriser, inkludert den største innovasjonsprisen i helsesektoren: Medinnovas idépris på en kvart million kroner.

– Funnene til gruppa illustrerer med all tydelighet betydningen av tverrfaglig satsning innen forskning, i dette tilfellet mellom tannleger og øyeleger, påpeker Islam.

Mange av de resultatene gruppa har kommet fram til har også stor nytteverdi for forskning utover behandling av limbal stamcellesvikt. Islams angivelser av de mest hensiktsmessige temperaturene cellene fra munnslimhinnen bør lagres ved, har for eksempel vist seg å ha overføringsverdi til lagring av dyrket hud, som blant annet kan brukes i behandling av brannskader.

– Funnene fra munnslimhinnecellene kan også gjelde for mange andre typer voksne stamceller. Så i framtida kan dette få stor betydning for transportering av andre typer transplanterbare celler, vev, og kanskje til og med organer. Likevel må vi undersøke alle forskjellige typer vev grundig før vi kan overføre våre resultater til andre stamceller, sier Islam.

– Behovet for lagring av dyrkede stamceller er uavhenig av valg av celletype. Det er nødvendig innen alle disipliner av regenerativ medisin, hvor stamceller først dyrkes i et laboratorium, for å sikre global utbredelse av regenerativ medisin, avslutter Utheim.

En versjon av denne artikkelen er også publisert på forskning.no .

Referanser

1. Utheim TP. Limbal epithelial cell therapy: past, present, and future. Methods Mol Biol. 2013;1014:3-43.
    
2. Islam R, Jackson C, Eidet JR et al. Effect of Storage Temperature on Structure and Function of Cultured Human Oral Keratinocytes. PLoS One. 2015;10:e0128306.
    
3. Utheim TP. Concise review: Transplantation of cultured oral mucosal epithelial cells for treating limbal stem cell deficiency-current status and future perspectives. Stem Cells. 2015;33:1685-1695.
    
4. Dolgin, Elie. Next-generation stem cell therapy poised to enter EU market. Nature Biotechnolgy, 2015;33:224-225.