En bukspottkörtel i en kapsel

För fjorton år sedan, under de mörkaste ögonblicken av stamcellskrigen som ställde amerikanska forskare mot George W Bushs Vita Hus, kunde man räkna med en grupp förespråkare som uppmanade till forskning med hjälp av celler från mänskliga embryon: föräldrar till barn med typ 1 diabetes. Motiverade av forskare som sa till dem att dessa celler skulle leda till fantastiska botemedel, spenderade de miljoner på tv-annonser, lobbyverksamhet och otaliga telefonsamtal till kongressen.

Nu har det första testet av en typ 1-diabetesbehandling med stamceller äntligen börjat. I oktober fick en man från San Diego två påsar med labbodlade bukspottkörtelceller, härledda från mänskliga embryonala stamceller, insatta i kroppen genom snitt i ryggen. Två andra patienter har sedan dess fått bukspottkörteln, konstruerad av ett litet företag i San Diego som heter ViaCyte.

Det är ett betydande steg, delvis för att ViaCyte-studien bara är den tredje i USA av någon behandling baserad på embryonala stamceller. Dessa celler, när de väl tagits bort från mänskliga embryon i ett tidigt skede, kan odlas i en labbskål och behålla förmågan att differentiera sig till vilken som helst av cellerna och vävnadstyperna i kroppen. En annan studie, som sedan avbrutits, behandlade flera patienter med ryggmärgsskada (se Geron stänger av banbrytande stamcellsprogram och stamcellsgambling ), medan tester för att transplantera labbodlade näthinnaceller i ögonen på personer som blir blinda pågår (se Stamceller verkar säkra vid behandling av ögonsjukdomar).

Typ 1-diabetes är särskilt svårt för barn. Om de inte hanterar sin glukos på rätt sätt kan de drabbas av nerv- och njurskador, blindhet och en förkortad livslängd.

Typ 1-patienter måste ständigt övervaka sitt blodsocker med hjälp av fingerstick, noggrant tajma när och vad de äter och rutinmässigt injicera sig själva med insulin som bukspottkörteln ska göra. Insulin, ett hormon, utlöser avlägsnandet av överskott av glukos från blodet för lagring i fett och muskler. Hos typ 1-diabetiker klarar sig inte bukspottkörteln eftersom deras eget immunsystem har attackerat och förstört bukspottkörtelns öar, de små cellklustren som innehåller de insulinutsöndrande betacellerna.

Rutinen är särskilt svår för barn, men om de inte hanterar sin glukos på rätt sätt kan de drabbas av nerv- och njurskador, blindhet och en förkortad livslängd. Men trots år av forskning finns det fortfarande ingenting att erbjuda patienterna, säger Robert Henry, läkare vid University of California, San Diego, vars centrum utför operationerna för ViaCyte.

Henry överdriver fallet något, men inte mycket. Det finns något som kallas Edmonton-protokollet, en kirurgisk teknik som först beskrevs i New England Journal of Medicine år 2000. Den använde öar som samlats in från kadaver; genom att transplantera dem lyckades läkare vid University of Alberta hålla alla sina sju första patienter från insulin under ett helt år.

Tidiga förhoppningar om Edmontonprotokollet dämpades dock snabbt. Endast ungefär hälften av de behandlade patienterna har avstått från insulin under lång tid, och proceduren, som fortfarande betraktas som experimentell i USA, betalas inte av försäkringen. Det kräver att mottagarna tar kraftfulla immundämpande läkemedel för livet. Lämplig donatorbukspottkörtel är en extremt bristvara.

Den tidiga framgången med Edmontonprotokollet kom bara två år efter upptäckten av embryonala stamceller, 1998. De som tryckte på för ett botemedel mot diabetes satte snabbt ett nytt mål: koppla ihop något som Edmontonprotokollet med tekniken för labbodlade betaceller, vars tillgångar teoretiskt sett är oändliga.

Denna biokompatibla kapsel är designad för att skydda tillverkade pankreasceller.

Vi hade proof of concept att transplantation återställer betafunktion och insulinoberoende, säger Richard Insel, chief scientific officer för Juvenile Diabetes Research Foundation (JDRF), en ideell organisation med 300 000 medlemmar. Så det var uppenbart att om vi hade en annan cellkälla som var påfyllningsbar, skulle ett stort antal [av människor] gynnas.

Det är därför JDRF kämpade mot restriktionerna som hotades av Bush Vita huset, och varför dess medlemmar låg bakom ett väljarinitiativ i Kalifornien 2004 som skapade California Institute for Regenerative Medicine, en statlig myndighet som har tillstånd att spendera 3 miljarder dollar på stamcellsforskning. Kaliforniens institut har gett ViaCyte sex anslag värda 39 miljoner dollar, mer än det har gett något annat företag, och JDRF har investerat ytterligare 14 miljoner dollar direkt.

Även om idén med att odla ersättningsbetaceller är begreppsmässigt enkel, har den i praktiken visat sig svårare att utföra än någon föreställt sig. När jag först kom till ViaCyte för 12 år sedan var cellersättning genom stamceller så uppenbar. Vi sa alla, 'Åh, det är den lågt hängande frukten', säger Kevin D'Amour, företagets chief scientific officer. Men det visade sig vara en kokosnöt, inte ett äpple.

En utmaning har varit att få stamceller att förvandlas till riktiga, fungerande bukspottkörtelceller, särskilt de insulinutsöndrande betacellerna. Eftersom ett recept för att göra det visade sig svårfångat, är ViaCytes tillvägagångssätt att odla omogna bukspottkörtelceller, och räkna med att kroppen gör arbetet med att omvandla dem till faktiska betaceller.

Det andra problemet är hur man undviker en patients immunsystem, som kommer att attackera alla transplanterade celler. ViaCytes lösning är en kapsel i plastnät, som den fyller med cirka 40 miljoner av de omogna bukspottkörtelceller som den odlar i sitt San Diego-laboratorium. Syftet med kapseln är att sålla bort immunsystemets mördar-T-celler, som är för stora för att ta sig igenom det fina nätet, samtidigt som de låter de transplanterade cellerna ta emot näring från blodomloppet, samt känna av blodsockret och svara.

Vissa forskare är övertygade om att celler i påsar kommer att vara svaret på typ 1-diabetes.

Djurdata som ViaCyte lämnade till US Food and Drug Administration förra året för att få godkännande för den mänskliga prövningen visade att cellerna producerade insulin, glukagon (utsöndras som svar på lågt blodsocker) och somatostatin, ett tillväxthormon, och framgångsrikt reglerat blodsocker, åtminstone hos möss.

Även om den nuvarande mänskliga prövningen mest är avsedd att testa för säkerhet, misstänker Henry att hans patienter kan se en viss minskning av deras behov av injicerat insulin. Från den första patienten, vars identitet inte har avslöjats, säger Henry att han redan har hämtat en testsäck, som han säger verkade fungera korrekt. Ingen är säker på hur länge de implanterade cellerna kommer att överleva, men det är säkert att patienter skulle behöva installera nya implantat med jämna mellanrum.

Åtminstone två andra grupper säger att de också har kontrollerat diabetes hos gnagare och snart kan starta egna försök. Det ena är BetaLogics Venture, ett dotterbolag till läkemedelsjätten Johnson & Johnson, som förra året rapporterade att man vänder på diabetes hos möss med vad dess patent beskriver som en garnbaserad ställning i ett polyesterskal. Oavsett vad den exakta enheten är, är den sådd med vad Johnson & Johnson-forskaren Alireza Rezania kallar stadium 7-celler – inte riktigt mogna öar, men inte lika omogna som ViaCytes föregångare heller.

Douglas Melton, biolog vid Harvard University som har två barn med typ 1-diabetes, oroar sig för att ViaCyte-systemet kanske inte fungerar. Han tror att avlagringar av fibrotisk, ärrliknande vävnad kommer att skymma på kapslarna, svälta cellerna inuti syre och blockera deras förmåga att känna av socker och frigöra insulin. Melton tror också att det kan ta omogna celler upp till tre månader att bli fullt fungerande. Och många kommer inte att bli betaceller, utan slutar som andra typer av pankreasceller istället.

Melton säger att systemets ineffektivitet innebär att företaget skulle behöva en enhet ungefär lika stor som en DVD-spelare för att ha tillräckligt med betaceller för att effektivt behandla diabetes. ViaCyte säger att det tror att 300 miljoner av dess celler, eller cirka åtta av dess kapslar, skulle vara tillräckligt. (Varje kapsel rymmer en volym av celler som är mindre än en M&M-godis.) I oktober förra året meddelade Meltons grupp att de hade lyckats odla fullt mogna, funktionella betaceller i labbet, en vetenskaplig nyhet som tog mer än 10 år av försök-och- felforskning. Melton tror att implantering av mogna celler skulle göra det möjligt för en bioartificiell bukspottkörtel att börja arbeta direkt.

För att kapsla in sina celler har Melton arbetat med bioingenjör Daniel Anderson vid MIT för att utveckla sin egen kapsel. Anderson vill inte säga exakt hur det fungerar, men en nyligen publicerad patentansökan från hans labb beskriver en behållare gjord av lager av hydrogeler, vissa innehåller celler och andra antiinflammatoriska läkemedel för att förhindra att kapseln täcks av fibrotisk vävnad. Både Melton och Anderson är arga på att diskutera sina resultat. Vi har några framgångar som vi är väldigt glada över, säger Anderson. Summan av kardemumman är att vi har anledning att tro att det är möjligt att använda Dougs celler i våra enheter och bota diabetes hos djur.

Efter stamcellskrigen, och sedan ett decennium av att försöka omvandla teknikens löften till verklighet, säger Henry att han känner sig övertygad om att celler i påsar av något slag kommer att vara svaret på typ 1-diabetes. Han är medveten om att att bota gnagare inte garanterar att tekniken kommer att hjälpa människor, men han säger att den kliniska prövningen han kör är ytterligare ett i en rad små steg mot mycket förbättrade liv för miljontals människor. Jag är bara så positiv att det här är framtiden, säger han.

Dölj