Ernest Arenas

Wallenberg Scholar

Medicin och medicinsk teknik

Ernest Arenas
Professor i stamcellsneurobiologi

Karolinska Institutet

Programmering av hjärnceller för att hjälpa Parkinsonpatienter

Parkinsons sjukdom är en mycket vanlig neurodegenerativ sjukdom, men dagens behandlingar varken botar eller bromsar sjukdomsförloppet. Klinisk forskning har visat att det går att ersätta de hjärnceller som sjukdomen bryter ner med celler från foster – men den här metoden har många tekniska och etiska utmaningar.

Ernest Arenas utvecklar nu tekniker för att istället aktivera genetiska program i celler som ska transplanteras eller redan finns i hjärnan.

Parkinsons sjukdom drabbar i första hand de celler som producerar signalsubstansen dopamin och kontrollerar rörelse. Förlusten av dessa celler resulterar i skakningar, stelhet, begränsad rörelseförmåga, dålig balans och förändrad gång. Dagens behandlingar lindrar bara symtomen men kan inte bromsa sjukdomen. Kliniska studier har visat att transplantation av dopaminproducerande celler från aborterade foster både kan lindra symtomen och bromsa eller positivt påverka sjukdomen. Men den fortsatta kliniska utvecklingen har hindrats av flera skäl, bland annat etiska problem med användningen av fosterceller och behovet av storskalig produktion av högkvalitativa standardiserade cellpreparat.

Ernest Arenas och hans kollegor har som mål att identifiera kombinationen av gener som styr utvecklingen av dopaminproducerande nervceller i en hjärnstruktur som kallas substantia nigra (svart substans, SN), och som i första hand är det som påverkas vid Parkinsons sjukdom. För att göra detta kommer de använda nya forskningstekniker som enkelcells-RNA-sekvensering och genredigeringstekniken CRISPR/cas9. Med hjälp av den nya kunskapen ska de utveckla två metoder för att genetiskt styra bildandet av SN-neuron.

Den ena metoden bygger på transplantation av hjärnceller kallade progenitorer, som kommer från humana pluripotenta stamceller och som ännu inte har antagit sin slutgiltiga form. Cellerna förprogrammeras av forskarna till att efter transplantationen utvecklas till SN-neuron.

Den andra metoden kräver ingen transplantation alls. Den består istället av en omprogrammering av några av de stödcellerna i den vuxna hjärnan som kallas astrocyter. Forskarna kommer att ändra identiteten av astrocyterna så att de konverteras till SN-neuron. En sådan behandling skulle inte kräva någon immunhämmande medicinering, vilket är nödvändigt när en patient får någon annans celler implanterade, för att hindra avstötning. Båda metoderna testas i möss.

Foto: Ulf Sirborn