Kan stamceller brukes til å behandle CP?

1. Kan stamceller brukes til å behandle CP? Joel C. Glover Avdeling for Fysiologi Institutt for medisinske basalfag Universitetet i Oslo Nasjonalt senter for stamcelleforskning joel.glover@medisin.uio.no

2. Hva er stamceller? Kan stamceller brukes til å behandle/helbrede sykdommer hos mennesker? Kan stamceller brukes til å behandle/helbrede cerebral parese? Hvilke begrensninger finnes for dette?

3. Hva er stamceller? Faglig definisjon: Uspesialiserte celler som er selvfornyende (celledeling gir opphav til minst en ny stamcelle) Gir opphav til et utvalg av spesialiserte celler

4. Hva er stamceller? Faglig definisjon: Uspesialiserte celler som er selvfornyende (celledeling gir opphav til minst en ny stamcelle) Gir opphav til et utvalg av spesialiserte celler For de ufaglærte: stamceller = kroppens såkorn

5. To hovedkategorier: Embryonale Fra fosteret, ca. 5 dager etter befruktning Somatiske Fra voksne mennesker, i fullt utviklet organer

6. Fosterets første dager, og opphavet til de embryonale stamceller:

7. Fosterets første dager, og opphavet til de embryonale stamceller:

8. Eksempel på somatiske stamceller: blod-dannende stamceller fra benmarg

9. Viktig begrep: “Stamcellenes potensial” pluripotent multipotent unipotent

10. Viktig begrep: “Stamcellenes potensial” pluripotent multipotent unipotent alle celletyper flere celletyper en celletype

11. Viktig begrep: “Stamcellenes potensial” pluripotent multipotent unipotent alle celletyper flere celletyper en celletype embryonale somatiske somatiske

13. To hovedkategorier: Embryonale Fra fosteret, ca. 5 dager etter befruktning Somatiske Fra voksne mennesker, i fullt utviklet organer

14. To hovedkategorier: Embryonale Fra fosteret, ca. 5 dager etter befruktning “embryocarcinomceller” - fra testikkelsvulster Somatiske Fra voksne mennesker, i fullt utviklet organer “stamceller fra navlestrengsblod” - primitive blod-dannende stamceller, ligner på de som hentes fra benmarg hos voksne “indusert pluripotente stamceller (iPS-celler)” – somatiske stamceller som blir omdannet til pluripotente stamceller i laboratoriet ved genmanipulering

15. Kan stamceller brukes til å behandle sykdommer hos mennesker?

16. Kan stamceller brukes til å behandle sykdommer hos mennesker? JAVISST!

17. Kan stamceller brukes til å helbrede sykdom? Ja! Benmargstransplantasjoner Første vellykket klinisk anvendelse - 1956 (rutinemessig fra 1970) Først anvendt i Norge - 1976 (rutinemessig fra sent på 1980-tallet) Brukes til helbredelse av f.eks. immunsvikt leukemi malign lymfom aplastisk anemi Antall behandlet per år i Norge - ca. 50 Stamcellekilde: Somatiske stamceller fra benmarg

18. Kan stamceller brukes til å helbrede sykdom? Ja! Hudtransplantasjoner Først anvendt i oldtiden - for minst 2000 år siden i India Første bruk av hudstamceller - 1981 Idag brukes biosyntetiske produkter som inneholder hudstamceller Alvorlige brannskadetilfeller - 65-80 behandles per år (2004) Stamcellekilde: Somatiske stamceller fra hud

19. Modern hudtransplantasjon

20. Men med en så lang historikk - Hvorfor har vi ikke tatt i bruk stamceller på mange sykdommer da?

21. Menneskekroppen som bil Stamcellebehandling på bilverkstedet

22. Andre sykdommer der stamcelle-basert behandling har lykkes?

23. Hud: epidermolysis bullosa

24. Epidermolysis bullosa Sjelden men svært alvorlig Genetisk defekt i tilhefting av hud til underlaget Utsatt for sår, infeksjoner, underernæring, hudkreft Ingen har overlevd lenger enn til 30-års alder Stamcellebehandling utført på få pasienter To stamcelle strategier: Genmanipulerte hudstamceller fra pasienten (hudtransplantasjon) Systemisk behandling med benmargsstamceller fra frisk søsken Stamcellekilde: Somatiske stamceller fra hud eller benmarg

25. Sykdommer der forskning med sikte på stamcelle-basert behandling har kommet langt: Hjerne/ryggmargen: Multippel sklerose Bukkspyttkjertel: Diabetes type 1 Urinblære: Urinblærekreft

26. Multippel sklerose Autoimmunsykdom Ødelegger en bestemt type celle i hjernen og ryggmargen Hindrer ledning av nerveimpulsene Oppstår i avgrensede områder (plakker) Gir nedsatt motorikk, forstyrret sensorikk Ca. 7000 MS-pasienter i Norge, 250-300 nye tilfeller hvert år

27. Multippel sklerose Det som ødelegges er nervetrådenes elektrisk isolasjon (“myelin”) som dannes av en bestemt celletype (“oligodendrocytter”) Plakkene, hvis få, gir et godt definert mål Man har lært hvordan å få humane stamceller til å bli til oligodendrocytter Prøvd på dyr med gunstig effekt, Fase I klinisk studie startet i USA Stamcellekilde: Embryonale stamceller

28. Diabetes type 1 Affiserer en bestemt celletype Man har funnet ut hvordan å få stamceller til å danne insulin- produserende celler To stamcelle strategier: Implantasjon av insulin-dannende celler fra stamceller (fortsatt på dyreforsøksstadium) Demping av immunsystemet kombinert med systemisk behandling med benmargsstamceller eller navlestrengsblodstamceller for å få bukt med autoimmunitet. Prøvd på mennesker, men bedre kontrollerte studier trengs. Stamcellekilder: Embryonale stamceller Somatiske stamceller fra benmarg eller navlestrengsblod

29. Forskjeller mellom CP og MS

30. Først litt om hjernens kompleksitet

31. Menneskehjernen Den mest kompliserte strukturen vi vet om

32. 21 dager 23 dager 25 dager Antall nerveceller i hjernen 25 dager etter befruktning er hele hjerneanlegget på plass På dette stadium inneholder det totalt 100 000 celler Vår hjerne inneholder 1000 milliarder celler (hvorav 100 milliarder er nerveceller) Disse er ikke ferdig dannet før ca 2-års alderen

34. Forskjeller mellom CP og MS

35. Typical focal basal ganglia lesions in a term infant, about 0.5 cm2 High signal in the posterior lentiform and ventrolateral thalamic nucleus

36. Diffuse white matter infarction • 4 days • 10 days • 5 weeks Term infant – cerebral palsy but very sociable and communicative

37. Stroke in a term infant Normal outcome at 3 yrs Internal capsule not involved

38. Focal infarction • Full term stroke, internal capsule abnormal • Resulted in mild hemiplegia, good intellect

39. Forskjeller mellom CP og MS CP affiserer både grå og hvit substans CP kan affisere større deler av hjernen enn MS CP affiserer flere celletyper enn MS CP har vanligvis lite eller ingen betennelsekomponent

40. Stamcellebehandlinger for CP? Stort sett benmargs- eller navlestrengsblodstamceller Har effekter på betennelse, men det er det lite av ved CP Påstått å kunne gi opphav til nerveceller, men svakt bevis Muligens stimulerer hjernens egne stamceller, usikkert hos menneske Intravenøst, intrathecalt eller intracerebralt Kommer frem? Blod-hjerne barrieren, skadested, risikoelementer Autologe kontra heterologe stamceller: Avstøtning? Erstatning av tapte nerveceller svært urealistisk Placebo-effekten kan lure både pasienter og foreldre

41. Utenlandske stamcelle-”klinikker” tilbyr eksperimentell behandling med liten grad av forskningsbasert ekspertise og uten tilstrekkelig basis i kontrollerte kliniske studier. Høy risiko for ingen effekt eller i verste fall alvorlige bivirkninger. Kostbart.

42. Stamcellebehandlinger for CP? Mange dyreforsøk utført, varierende kvalitet Rottehjernen mye mindre enn menneskehjernen Adferdsresultater hos rotter kan ikke overføres til menneske uten videre Noen kliniske studier startet Navlestrengsblodstamceller relativt ufarlige? Langtidsbivirkninger ikke kartlagt

43. Begrensninger i stamcelle-basert behandling Man har kommet langt med stamceller i laboratoriet, men ikke i klinikken. Kompliserte organer som hjernen gir svært vanskelig utgangspunkt. Det er lett å få stamceller inn i kroppen, men ikke lett å få dem til å overleve der eller til riktig sted. Kostbar behandling.

44. Nyttige nettsider: http://stemcells.nih.gov/info/basics/ http://www.stemcellresearchnews.com http://isscr.org http://www.stemcellnorway.org