Utvecklar stamcellsterapi för gula fläcken

Inom några år kan det finnas en helt ny typ av stamcellsbehandling för åldersförändringar i gula fläcken. Den bygger på Fredrik Lanners forskning om stamceller och mänskliga embryons tidiga utveckling. Med förfinade metoder för att studera såväl donerade som syntetiska embryon vill han utveckla fler cellterapier samt förstå orsakerna till infertilitet.

Fredrik Lanner

Dr i utvecklingsbiologi

Wallenberg Academy Fellow 2016

Lärosäte:
Karolinska Institutet

Forskningsområde:
Mänskliga embryonala stamceller – modellering av tidig embryonal utveckling samt utveckling av stamcellsterapier.

– Min forskning handlar om mänskliga embryonala stamceller, som bildas de första dagarna efter ett ägg befruktats. De mänskliga stamcellernas utveckling och mekanismer ser annorlunda ut än i till exempel musembryon. Så om vi vill förstå den mänskliga utvecklingsbiologin måste vi titta i det mänskliga embryot, säger Fredrik Lanner.

Hans labb finns i forskningsparken Novum i Flemingsberg. Här studeras donerade embryon från Karolinska Universitetssjukhusets IVF-klinik som ligger vägg i vägg. Det är embryon som inte används för infertilitetsbehandling och ska förstöras, de kan då i stället doneras av paren till forskning, förklarar Fredrik Lanner.

Drivkraften är att förstå de grundläggande molekylära mekanismerna i livets tidiga skede, men också att lära sig mer om orsakerna till infertilitet.

– Biologin i sig är jättefascinerade. Men att förstå orsaker till infertilitet är också väldigt spännande och en frågeställning som personligen ligger mig nära hjärtat. Även om vi i dagsläget har en bit kvar så tror jag att den grundvetenskapliga basen om implantationsbiologi som vi bygger på sikt kan hjälpa par som inte kan bli gravida. 

I sitt andra forskningsspår använder Fredrik Lanner de embryonala stamcellerna för utveckling av en ny behandling för makuladegeneration, en ögonsjukdom som ger åldersförändringar i gula fläcken. Arbetet sker i samarbete med ögonkirurgen Anders Kvanta på S:t Eriks Ögonsjukhus i Stockholm och läkemedelsföretaget Novo Nordisk. Siktet är inställt på en klinisk studie under 2023.

– Vi är otroligt nöjda med de framsteg vi har gjort tillsammans. Förhoppningen är att om vi kan transplantera in de här stamcellerna i patienten i tidigt stadium, så kan vi stoppa synförlusten. Det är en helt ny typ av cellterapi och vi ska producera den i Sverige. Så allting vi gör är första gången, vilket är både roligt och utmanande. 

Syntetiska embryon

Med stöd från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse har Fredrik Lanner tidigare tittat på embryots utveckling första veckan efter befruktningen. Fram till att embryot, blastocysten som det kallas i det tidiga skedet, fäster i livmoderväggen och implantationen sker. Det är den perioden man odlar embryon vid in vitro-fertilisering, IVF-behandling. 

”Det gör att jag kan satsa mer strategiskt på den forskning som jag tycker är mest spännande och lovande. Jag kan jobba vidare med embryoforskningen men också med att utveckla cellterapier från mänskliga embryonala stamceller.”

– Efter att blastocysten fäster i livmoderväggen till dess att kvinnan blir gravid så sker många intressanta processer och det här kan vi väldigt lite om eftersom det är så svårt att studera. Därför förlänger vi nu våra embryostudier till andra veckan genom att implantera donerade embryon artificiellt i labbet och odla vidare en vecka till. 

En stor utveckling inom forskningsfältet de senaste åren är att man numera kan skapa konstgjorda, syntetiska embryon från embryonala stamceller. 

– Det här är ett nytt verktyg för att förstå och modellera tidig embryoutveckling. Vi kan skapa något som motsvarar en blastocyst i labbet, och studera hur den byggs upp. Det gör det även lättare för oss att titta på andra veckan i embryots utveckling. Vi kan använda de här syntetiska embryona i stället för att vara beroende av donerade embryon, det är vi oerhört exalterade över. 

Fredrik Lanner och hans forskargrupp tog fram den första genkartan över den första veckan i embryots utveckling och det arbetet bygger de nu vidare på. De är också aktiva i att verifiera och finjustera de nya metoderna för att skapa syntetiska embryon.

– Med hjälp av vår genkarta har vi kunnat hjälpa till att reda ut vad de olika celltyperna uttrycker för gener. I samarbete med flera forskningspartner har vi också börjat utöka genkartan till dag 14.

Vill ersätta synceller

Att göra en klinisk studie i Sverige har hela tiden varit målet i samarbetet med S:t Eriks Ögonsjukhus om stamcellsterapi för makuladegenerering. Om allt går enligt plan startar den i början av 2023. Partnerskapet med Novo Nordisk har gett satsningen mer muskler.

 – Det är en styrka att ha ett så stort läkemedelsbolag i ryggen som hjälper oss. Samtidigt som det är ny mark för mig, både att producera ett helt nytt läkemedel och att samarbeta med industrin. Men det har fungerat väldigt bra och är jättekul.

De retinala pigmentepitelceller som man vill transplantera till patienter odlas från embryonala stamceller under mycket kontrollerade former i Karolinska universitetssjukhusets ultrarena cellterapifacilitet, berättar Fredrik Lanner.

Inom ramen för projektet som Wallenberg Academy Fellow vill han ta cellproduktionen ett steg längre, för att också kunna återskapa synen i gula fläcken.

– Hittills har vi producerat de stödjeceller som behövs för att bibehålla syncellerna, stavarna och tapparna, i ögat. Jag vill nu försöka producera nya synceller, och förhoppningsvis kan vi inom några år vara i det läget att vi kan göra kliniska studier även för att ersätta stavar och tappar. 

Text Susanne Rosén
Bild Magnus Bergström

 

Etiken viktig vid forskning på embryonala stamceller

Att forska på mänskliga embryon är känsligt och kräver en rad etiska tillstånd. I Sverige är det inte lagligt att odla donerade embryon längre än två veckor, vilket då blir en gräns även för hur länge man kan studera dem i labbet.

Det ser lite olika ut internationellt. I USA till exempel finns ingen federal lag som begränsar hur länge embryon kan odlas. Den oberoende stamcellsorganisationen International Stem Cell Society har ändrat sina rekommendationer och tillåter odling av embryon längre än 14 dagar, just på grund av att man idag inte kan studera den här tidiga biologiska utvecklingsfasen på någonting annat sätt än i människa. 

14-dagarsgränsen sattes i början av åttiotalet efter att den första IVF-barnet var fött. Sedan dess har forskningen tagit stora kliv, konstaterar Fredrik Lanner. Han forskar på mänskliga embryonala stamceller på Karolinska Institutet bland annat för att förstå orsakerna bakom infertilitet.

– Vi är nästan där man skulle kunna odla mänskliga embryon bortom 14 dagar och i Sverige har vi en lag som säger att vi inte får göra det. Statens medicinetiska råd, SMER, kom nyligen ut med en ny rekommendation kring genetisk modifiering i embryon. Men när det gäller området långtidsodling av syntetiska embryon är det mer oklart vad som egentligen gäller. Ska vi etiskt se på dem som vi ser på donerade embryon från IVF-behandlingar, ska de falla under samma lagparaply? 

De etiska frågeställningarna diskuteras intensivt både internationellt och i Sverige, berättar Fredrik Lanner som försöker driva frågan utifrån sin kunskap som forskare. Han har fått draghjälp i det arbetet via programmet Mentor4Innovation som erbjuds alla Wallenberg Academy Fellows och sin mentor Jenni Nordborg, Nationell life science-samordnare på Regeringskansliet.

– Jag vill få i gång en bredare etisk diskussion i Sverige om huruvida vi ska behålla 14-dagarsregeln eller om det är något som kan öppnas upp även här. Det vore intressant att få till en sådan diskussion även utanför labben bland politiker, jurister, etiker och i samhället i stort.