Han vill bota diabetes med stamceller

Brist på insulin ligger bakom diabetes typ-1 som drabbar 900 barn och unga varje år. Per-Ola Carlsson vill kicka igång insulintillverkningen hos diabetespatienter genom att omprogrammera deras egna celler.

Diabetes typ-1 beror på att insulinproduktion fallerar, på grund av att kroppens immunförsvar felaktigt attackerar de insulintillverkande beta-cellerna i bukspottkörteln.

– Till 95 procent är det just dessa patienter jag träffar kliniskt. En drivkraft för mig som forskare är att vi i framtiden ska kunna erbjuda denna grupp botande behandling, säger Per-Ola Carlsson, överläkare och professor i medicinsk cellbiologi vid Uppsala universitet.

En drivkraft för mig som forskare är att vi i framtiden ska kunna erbjuda denna grupp botande behandling

Sådan finns inte i dag, utan alltsedan 1920-talet är det insulin tillfört via injektioner som gäller. Det är dock svårt att optimera doserna och hålla blodsockret stabilt, något som i förlängningen gör att patienterna riskerar komplikationer som njurskador, ögonproblem och hjärtinfarkter.

– Den här patientgruppen tvingas till ett mycket inrutat liv, med dagliga sprutor och blodsockermätningar och vad värre är har de i dag ungefär tio års kortare förväntad livslängd, jämfört med friska, säger han.

Omprogrammerade celler

Sedan 1990 har det pågått försök med att transplantera beta-celler i form av cellöar, men här är dilemmat att det finns mycket få donatorer, jämfört med behovet. Dessutom behöver mottagaren livslångt äta immundämpande läkemedel för att cellerna inte ska stötas bort.

– Därför är vi intresserade av insulintillverkande stamceller, som skulle innebära en obegränsad tillgång, säger Per-Ola Carlsson.

Därför är vi intresserade av insulintillverkande stamceller, som skulle innebära en obegränsad tillgång

År 2012 belönades upptäckten av så kallade inducerat pluripotenta stamceller, IPS, med Nobelpriset i fysiologi eller medicin. Det är celler som forskarna kunnat backa tillbaka i utvecklingen för att därefter styra dem till att bilda den önskade celltypen, även sådana som tillverkar insulin.

– Åtminstone i teorin kan man tänka sig att det skulle gå att ta patientens egna celler och omvandla dem till insulintillverkande celler och så ge dem tillbaka. Sannolikt skulle de inte stötas bort, men det är osäkert om de möjligen skulle kunna utlösa någon slags auto-immun reaktion, säger han.

De senaste åren har andra forskargrupper visat att det med hjälp av sådana backade och omprogrammerade celler gått att bota möss som på experimentell väg åsamkats diabetes.

Flera delar i projektet

I projektet Translational studies of insulin-secreting cells derived from induced pluripotent stem cells arbetar Per-Ola Carlsson och hans medarbetare för att se om denna typ av celler skulle kunna fungera som behandling. Inom projektets ram ingår flera delar, där en av de mest grundläggande är att ta fram insulinproducerande stamceller. Detta har gruppen nu i år lyckats med i samarbete med kollegor vid Helsingfors Universitet.

Nu har vi för första gången i Sverige lyckats etablera insulinproducerande stamceller

– En docent i min grupp var där och lärde sig tekniken, så nu har vi för första gången i Sverige lyckats etablera insulinproducerande stamceller. De växer här i en korridor på BMC, säger Per-Ola Carlsson.

I ett nästa steg vill de gå vidare och skapa en så kallad 1:1 lösning, alltså att de stamceller som ska användas också ska komma från patienten själv.

Forskarna vill även undersöka om de insulintillverkande cellerna – när de väl har transplanterats – kan få hjälp för att mogna ut bättre och fungera en längre tid. Här är tanken att de ska föras in tillsammans med stödjestamceller, som endotelceller (som bildar kärl), nervceller eller bindvävsceller.

Från mänskliga iPS-celler gjordes insulinproducerande celler (gröna). Dessa transplanterades sedan till bukmuskulatur på möss där det gick att studera hur blodkärl (röda) växer in.

 

Var ska stamcellerna placeras?

En annan viktig del av projektet handlar om mer exakt var någonstans cellerna ska placeras hos mottagaren, för att fungera så väl som möjligt. När det gäller studier på möss har cellerna satts in under njurkapseln, men det är inte görligt på människor, då det utrymmet är för litet för att kunna härbärgera tillräckligt många stamceller. Hos människor har beta-celler i form av cellöar istället förts in i levern, via en blodåder, men enligt Per-Ola Carlsson är inte heller det optimalt för stamcellsframtagna insulinproducerande celler, då det är svårt att monitorera cellerna när de väl är på plats.

Av säkerhetsskäl vill man också kunna plocka ut dem om det visar sig att de inte helt mognat ut och därför riskerar att omvandlas till tumörceller

– Av säkerhetsskäl vill man också kunna plocka ut dem om det visar sig att de inte helt mognat ut och därför riskerar att omvandlas till tumörceller. Då måste hela levern tas bort, säger han.

I tidigare studier har hans grupp transplanterat hela cellöar till möss och har då provat andra placeringar. De studier som de hittills gjort med att transplantera insulinproducerande stamceller är ännu ej publicerade.

– Men vi kan dra ganska stor erfarenhet av våra tidigare studier där vi sett att de i vissa organ fungerar betydligt bättre än i andra och jag bedömer att platser som fungerar väl är i muskler eller i det så kallade omentet, ett dubbelveck av bukhinnan som ligger utanför tarmarna. Då kan cellerna följas och även tas ut vid behov, inte minst muskeln är ju ytlig och bra, säger Per-Ola Carlsson.

Viktigt anslag

Typ 1-diabetes fyller stor del av hans tid både kliniskt och forskningsmässigt och Per-Ola Carlsson driver förutom det ovan beskrivna projektet även en rad kliniska studier. Vid Karolinska universitetssjukhuset i Huddinge studerar han om stamceller från navelsträngsvävnad kan hindra fortsatt immunangrepp och förlust av de insulinproducerande beta-cellerna hos nydebuterade patienter. I en annan klinisk studie i Uppsala undersöker gruppen föreningen gammaaminosmörsyra, GABA, som fungerar som en hämmande signalsubstans i hjärnan.

– I vår studie är frågan om GABA kan användas som läkemedel för att stimulera nybildning av insulintillverkande celler från bukspottskörtelns gångar, något som har visat sig gälla för möss, säger han.

Det finansiella stödet har gjort det möjligt för oss att för första gången etablera odling av insulintillverkande stamceller i Sverige

Stödet från Familjen Erling-Perssons stiftelse har varit betydelsefullt.

– Det finansiella stödet har gjort det möjligt för oss att för första gången etablera odling av insulintillverkande stamceller i Sverige. Och för mitt eget lab har det skett en förskjutning från transplantation av cellöar till stamceller. I framtiden hoppas jag att vi kan bli bland de första som för sådan cellterapi till kliniken i syfte att kunna bota patienter, säger han.

AV LOTTA FREDHOLM, VETENSKAPSJOURNALIST

 

Per-Ola Carlsson OM multidisciplinära samarbeten:

Jag jobbar ju både experimentellt och kliniskt, så jag är lite multidisciplinär i mig själv, och har då fördelen att förstå båda världarna. I vårt projekt är vi också beroende av spetskompetens inom olika områden, som stamcellsodling eller ”bio-engineering” där vi molekylärt kan behöva binda celler till varandra, men i stort delar vi i gruppen samma världsbild.

I andra sammanhang har jag varit med om att skickliga ingenjörer skapat substanser med rätt egenskaper som fungerar in vitro, men som inte går att använda biologiskt, eftersom de exempelvis inte är vattenlösliga. Där har vi haft olika kravspecifikationer.

 

OM Per-Ola Carlsson

Ålder: 49 år

Gör: Överläkare och specialist i endokrinologi och diabetologi. Professor i medicinsk cellbiologi vid Institutionen för medicinsk cellbiologi, vid BMC, Uppsala universitet, samt professor i medicinsk cellbiologi, särskilt experimentell endokrinologi vid Institutionen för medicinska vetenskaper, Akademiska sjukhuset i Uppsala.

Per-Ola Carlsson, Foto: Johan Alp

Utbildning: Läkarutbildning i Uppsala. Han disputerade 1998 på en avhandling om hur genomblödningen i de Langerhanska öarna i bukspottkörteln påverkas vid olika typer av diabetes.

Bor: I hus i Storvreta, norr om Uppsala.

Familj: Gift och två barn.

Drivkraft: ”Från början var det nyfikenhet, men ju mer man jobbar som läkare, desto viktigare blir det att kunna ta fram något som är till konkret nytta för patienterna, inte bara att förstå hur något fungerar.”

Fritid: ”Jobbet tar mycket tid, men när jag är ledig vill jag vara med familjen och så gillar jag att läsa skönlitteratur – fast på somrarna blir det mest slöläsning av svenska deckare.”

Till fler artiklar