En källa till mäns stamceller

Vuxna stamceller som beter sig ungefär som embryonala har isolerats från mänskliga testiklar, vilket väcker förhoppningar om en ny källa till mångsidiga stamceller utan genetisk manipulation eller förstörelse av embryon. Om de nya stamcellerna kan användas terapeutiskt kan en enkel testikelbiopsi utgöra utgångsmaterialet för personlig regenerativ medicin.

Testikeltransformation: Stamceller från vuxna mänskliga testiklar producerar normalt bara spermier, men när de odlas i labbet med speciella tillväxtfaktorer börjar de likna embryonala stamceller och kan differentiera till många vuxna celltyper.

De nya stamcellerna, kända som mänskliga könslinjestamceller för vuxna (GSC), odlades av forskare i Tyskland och Storbritannien genom att lägga till speciella tillväxtfaktorer till spermatogoniella celler extraherade från testiklarna. Spermatogoniella celler är stamceller i den vuxna testikeln som normalt genererar endast en typ av differentierad cell (spermier). Men med rätt tillväxtfaktorer kan dessa spermatogoniala celler förändras till att bli pluripotenta. De börjar producera proteiner som normalt tillverkas av embryonala stamceller och förvärvar förmågan att differentiera till många olika celltyper.

I en tidning som publicerades idag i Natur Thomas Skutella vid universitetet i Tübingen i Tyskland och hans kollegor tar upp möjligheten att vuxna GSC kan övervinna många av de hinder som fortfarande står inför alternativa tillvägagångssätt.

Till skillnad från embryonala stamceller, som kräver förstörelse av mänskliga embryon och utgör immunologiska utmaningar eftersom en patients kropp kommer att avvisa främmande celler, kräver vuxna GSC inte embryon och bör tolereras av patienter eftersom de är gjorda av deras egna celler. Vuxna GSC bör också vara mer mångsidiga än andra typer av vuxna stamceller, som vanligtvis bara kan ge upphov till en eller ett fåtal typer av differentierade celler.

Dessutom, i motsats till inducerade pluripotenta stamceller (iPS), som görs genom att konstruera embryonala stamcellsgener till normala vuxna celler med hjälp av retrovirus, kräver de vuxna GSC:erna inte betydande manipulationer och undviker därför de associerade cancerriskerna.

Skutella säger att hans resultat liknar de från nyligen genomförda experiment på möss, men att det var mycket knepigare att isolera rätt sorts celler hos människor. Du kan använda genetikens kraft för att göra transgena möss med grön spermatogoni för att enkelt isolera dessa celler, säger han. Men för regenerativ medicin är det viktigt att använda det mänskliga systemet. Vi kan uppenbarligen inte göra transgena människor, så vi var tvungna att gå tillbaka till cellbiologins rötter och prova en blandning av saker för att isolera stamcellerna.

Med hjälp av 22 testikelvävnadsprover från män i åldrarna 17 till 81 isolerade forskarna spermatogonala stamceller med hjälp av magnetiska pärlor som fysiskt drog ut de rätta cellerna ur cellblandningen. Dessa pärlor belades med en antikropp som känner igen en ytmolekyl som är berikad på könsceller. Forskarna följde detta med ytterligare två omgångar av rening: en som använde odlingsskålsbeläggningar som företrädesvis fäster vid könscellsceller, och en andra som använde beläggningar som fäster på somatiska (icke-linjeformade) celler.

Genom att lägga till leukemihämmande faktor (LIF) – en molekyl som normalt används för att hindra embryonala stamceller från att differentiera – lyckades teamet omvandla de resulterande spermatogonala stamcellerna till stamceller som mycket mer liknade embryonala stamceller och kan bilda en liknande sort av celltyper.

Skutella menar att könsstamceller i grunden är mer mottagliga för omprogrammering än celler som inte deltar i könslinjen (produktionen av spermier eller ägg). Till stöd för detta hade en liknande omvandling till pluripotenta celler tidigare observerats med primordiala könsceller - celler i embryot som senare fortsätter att bilda spermier och äggprekursorer. Men att erhålla dessa könsceller kräver att embryot förstörs, medan de vuxna testiklarna inte står inför detta problem. Könscellers DNA är mer öppet för manipulationer, så de har fördelar jämfört med andra vuxna stamceller, säger Skutella.

Fari Izadyar, chef för vetenskaplig utveckling för könslinjestamcellsprogrammet på bioteknikföretaget PrimeGen, säger att hans team också har haft lovande resultat med att få mänsklig testikelvävnad att differentiera till hjärt-, hjärn-, ben- och broskceller, även om företaget har ännu inte publicerat uppgifterna. Det har varit svårt att producera konsekventa resultat utan en stadig tillförsel av normal mänsklig testikelvävnad, säger han.

Även om utgångsmaterialet är lätt att få tag på med små testikelbiopsier, medger Skutella att hans metod för att producera stabila pluripotenta könsstamcellslinjer tar flera månader och att detta skulle behöva påskyndas om cellerna ska kunna användas terapeutiskt. Vi letar just nu efter att förbättra vårt anrikningsförfarande genom att hitta mer specifika cellytemolekyler som kan användas för att isolera cellerna snabbare i framtiden, säger han.

En annan öppen fråga är om och hur kvinnor kan dra nytta av upptäckten. Skutella hävdar att manliga könsstamceller åtminstone skulle kunna användas för att behandla kvinnor på ungefär samma sätt som benmärg används i cancerterapi: genom att hitta en närbesläktad manlig donator och behandla patienten med immunsuppressiva medel, för att förhindra kroppen. från att avvisa cellerna.

Men andra är hoppfulla om att liknande mångsidiga stamceller kan erhållas från det kvinnliga fortplantningsorganet. Antonin Bukovsky från University of Knoxville, i Tennessee, har tidigare hittat stamceller på ytan av äggstocken och lyckats differentiera dem till neuronala celler. Jag tror att dessa celler kan ha mycket liknande potential som testiklarna, och de skulle vara lika lätta att få tag på, säger han. Du skulle bara behöva borsta äggstockens yta, och vi vet redan att de fortfarande finns hos kvinnor i hög ålder.

Dölj