– Ikke bare kan behandlingen gi disse blinde synet tilbake, men pasientene med denne type blindhet kan også få slippe å leve med betydelige smerter, sier øyelege og førsteamanuensis Tor Paaske Utheim ved Det odontologiske fakultet ved Universitetet i Oslo (UiO).
I over ti år har han forsket på hvordan visse typer blindhet kan kureres ved å dyrke stamceller fra vev som blir hentet 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 munnceller 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, var ansett som umulig for vel ti år siden. I dag stadfester resultater behandlingsmetodens potensial:
– 20 kliniske studier fra ulike land har så langt vist gode resultater, forteller Utheim, som også leder en forskningsgruppe ved Avdeling for medisinsk biokjemi ved Oslo Universitetssykehus.
Han presiserer at dette per i dag bare gjelder en gruppe sykdommer som skyldes stamcellesvikt i hornhinnen.
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 eller ulike sykdommer, blant dem noen som er arvelige.
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 rundt ti år siden, da japanske forskere viste at celler fra munnslimhinnen kunne erstatte celler fra øyet, i behandling av limbal stamcellesvikt. Siden slutten av 1990-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 som kunne gi alvorlige bivirkninger for pasientene.
Milepælen på forskningsfeltet kom 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 pasienter vært avhengig av å være i nærheten av dyrkingslaboratorier og klinikker for å bli behandlet med denne metoden. Det er ikke funnet noen prosedyre for å lagre cellene som hentes ut fra munnslimhinnen, slik at de kan bli oppbevart og transportert på en enkel måte.
Det har igjen gjort behandlingen nær sagt utilgjengelig for mange av de pasientene som trenger den mest, nemlig pasienter i utviklingsland. Dette kan imidlertid være i ferd med å endre seg.
Forsker på bedre lagringsforhold
Det er her forskergruppa til Utheim står nå. De jobber for 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 best mulige betingelsene for å lagre og transportere det dyrkede vevet, vil vi kunne gjøre behandlingsmetoden tilgjengelig på verdensbasis og ikke bare nær dyrkningssentrene, forteller doktorgradsstipendiat Rakibul Islam ved Det odontologiske fakultet ved UiO.
I doktorgradsprosjektet har Islam gjort funn som gjør denne måten å behandle blindhet på tilgjengelig 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 Islam.
Han har blant annet funnet ut 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.
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 munnhulen som vi kunne dra nytte av i behandling av limbal stamcellesvikt, forteller han.
– Funnene viser at beliggenheten i munnhulen 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.
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 laboratorium innenfor EU.
Det er den første stamcellebehandlingen som er blitt godkjent av European Medicine Agency, ifølge Nature Biotechnology. I tidsskriftets dekning av saken karakteriserer Utheim godkjenningen som et viktig skritt mot å kunne ta i bruk 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 munnceller.
– Dette gir et godt grunnlag for å kunne si noe om hvor vellykket denne behandlingen er, mener Utheim.
Han har nylig publisert en studie i tidsskriftet Stem Cells om hvilke muligheter som ligger i munnhulen innen regenerativ medisin. Her beskriver han cirka tre av fire behandlinger som vellykkede.
Hva blir det neste?
Mye forskning på stamcellefeltet i øyefaget går i retning av å forenkle, forbedre og gjøre behandlingen tilgjengelig:
– 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 kan 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
Islams angivelser av de mest hensiktsmessige temperaturene cellene fra munnslimhinnen bør lagres ved, har også vist seg å ha overføringsverdi til lagring av dyrket hud, som blant annet kan brukes i behandling av brannskader.
– Funnene fra munncellene 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 uavhengig 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, sier Utheim.
Referanser:
Utheim: Limbal epithelial cell therapy: past, present, and future. Methods in Molecular Biology, april 2013, doi: 10.1007/978-1-62703-432-6_1. Sammendrag
Islam mfl: Effect of Storage Temperature on Structure and Function of Cultured Human Oral Keratinocytes. PLOS One, juni 2015, doi: 10.1371/journal.pone.0128306.
Utheim: Concise review: Transplantation of cultured oral mucosal epithelial cells for treating limbal stem cell deficiency-current status and future perspectives. Stem Cells, juni 2015, doi: 10.1002/stem.1999. Sammendrag
Dolgin: Next-generation stem cell therapy poised to enter EU market. Nature Biotechnolgy News, mars 2015, doi: 10.1038/nbt0315-224. Sammendrag
