Skräddarsyr embryonala stamceller för behandling av gula fläcken

Djupare kunskap om hur mänskliga embryonala celler bildas kan öka förståelsen för orsaker bakom infertilitet, hoppas Fredrik Lanner. Hans forskning är också central i utveckling av stamcellsbehandling för åldersförändringar i gula fläcken – en ögonsjukdom som drabbar nära en femtedel av alla över 65.

Fredrik Lanner

Dr i utvecklingsbiologi

Wallenberg Academy Fellow 2016

Lärosäte:
Karolinska Institutet

Forskningsområde:
Utvecklingen av mänskliga embryonala stamceller i det tidiga embryot

– Jag är främst driven av att förstå hur den mänskliga biologin fungerar. Men självklart vore det fantastisk om man kunde vara med om att upptäcka något som kan bota sjukdomar, säger Fredrik Lanner.

Han visar vägen genom korridorerna till forskargruppens laboratorier. Forskningsparken Novum ligger vägg i vägg med Karolinska Universitetssjukhuset i Huddinge. Här utför Fredrik Lanner och hans kollegor grundläggande forskning om mänskliga embryonala stamceller, som bildas de första dagarna efter ett ägg befruktats.

Deras forskning är möjlig tack vare tillgången till donerade embryon från par vid IVF-kliniken i samma hus. Embryon som inte används för parens infertilitetsbehandling ska förstöras, men kan då istället doneras till forskning. Det är här Fredrik Lanners arbete tar vid.

– Vi studerar hur det mänskliga embryot utvecklas på molekylär nivå under den första veckan, vilket kan lära oss mer om orsaker till infertilitet. Vi vill också öka kunskapen om hur embryonala stamceller uppkommer och regleras i embryot. I ett tredje spår använder vi cellerna för utveckling av stamcellsbehandling för en svår ögonsjukdom, åldersförändringar i gula fläcken.

Ett femårigt anslag från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse ger Fredrik Lanner frihet att fortsätta med sin helhetsansats.

”Anslaget gör att vi vågar fortsätta vår kraftfulla ansats med tre forskningsspår som tillsammans bildar en kompletterande helhet. Hade jag inte haft finansieringen från Stiftelsen tror jag att jag hade varit tvungen att prioritera mycket hårdare.”

– Det är jätteroligt att ha tre spår i forskningen, och spännande att gå från grundforskning till behandling av patienter. Samtidigt är det en väldig utmaning.

Tagit fram genkarta

När Fredrik Lanner började studera biologi vid Stockholms universitet höll han på med dykning mycket och var intresserad av marinbiologi. Men så fick han upp ögonen för utvecklingsbiologi och har sedan dess fokus på hur man kan använda embryonala stamceller för att förstå hur kroppen bildas.

Som postdoktor vid The Hospital for Sick Children i Toronto, Kanada, deltog han i upptäckten av några viktiga pusselbitar kring hur de första celltyperna uppkommer och mognar i möss.

– Men när man försökte överföra kunskapen till människa blev det tydligt att de grundläggande mekanismer som styr det mänskliga embryot inte är samma som i musembryon. Om vi verkligen ska förstå den mänskliga utvecklingen måste vi titta i det mänskliga embryot.

Under det tidiga skede som Fredrik Lanner studerar består embryot av som mest 200 celler, att jämföra med ett nyfött barn som har flera hundra miljarder celler.

– Vi har kartlagt vilka gener som är aktiva under de första dagarna efter befruktningen. Nu vill vi titta på hur det går till när stamcellerna mognar till tre specifika celltyper fram till att embryot normalt sett implanteras i livmodern.

Dessa tre celltyper måste mogna, differentiera, på ett korrekt sätt för att sedan kunna utvecklas till moderkaka, fosterhinnor och embryo i den gravida kvinnan, förklarar Fredrik Lanner. Forskargruppen undersöker vilka gener som reglerar den här mognadsprocessen och tar hjälp av verktyget CRISPR, som förenklat brukar kallas gensax.

– CRISPR är snabbare, enklare och kanske 1000 gånger mer effektivt än tidigare teknologier. Vi har börjat så smått och jobbar med att optimera metodiken.

Behandla gula fläcken

Sedan några år tillbaka har Fredrik Lanner ett nära samarbete med ögonkirurgen Anders Kvanta på S:t Eriks ögonsjukhus. De utvecklar en stamcellsbehandling för makuladegenerering, förändringar i gula fläcken som sker med åldern. Denna vanliga ögonsjukdom ger bestående synnedsättning till följd av att pigmentepitelceller i näthinnan börjar dö.

– Det finns två typer av makuladegenerering, en våt och en torr. Den våta går att behandla, men för den torra som är vanligast finns ingen behandling, säger Fredrik Lanner.

I ett ultrarent laboratorium på Novum bygger man upp en stamcellsbank med mänskliga embryonala stamceller av hög kvalitet som ska kunna användas vid transplantationer, eller som startmaterial för läkemedel. Här tar man bland annat fram retinala pigmentepitelceller som mognat från embryonala stamceller på ett speciellt substrat.

– Förhoppningen är att om vi kan transplantera in de här cellerna i patienten i tidigt stadium, så kan vi stoppa synförlusten.

Att forska på mänskliga embryon är känsligt och kräver en rad etiska tillstånd. Forskargruppen samtalar kontinuerliga om etiska frågeställningar i labbet, berättar Fredrik Lanner.

– Min syn är att om vi kan använda embryon som blir över från IVF-behandlingar för att generera mer kunskap så kanske vi kan hjälpa fler par att få barn, eller ta fram stamceller som kan användas i sjukvården, så tycker jag att forskningen är etiskt försvarbar.

Text Susanne Rosén
Bild Magnus Bergström