Når vi taler om organtransplantationer, står vi over for flere udfordringer. For det første er der langt fra nok organer til rådighed – og det gør, at mange mennesker verden over står på venteliste i lang tid. Nogle dør sågar, mens de venter på at få et nyt organ. Derudover holder transplanterede organer ikke for evigt, blandt andet fordi organet med tiden kan blive afstødt af kroppens immunforsvar. I denne case skal vi kigge på den nyeste forskning inden for stamcelleforskning og organdyrkning. Her bliver der blandt andet arbejdet på at dyrke organer inde i dyr, der i drømmescenariet bliver groet til at passe fuldstændig specifikt til lige præcis en person. Det lyder virkelig smart. Både fordi patienter ville slippe for at stå på venteliste i lang tid, hvor de normalt risikerer at blive endnu mere syge og svage, og fordi de ville få et organ, som kroppen ikke vil afstøde. I teorien vil patienten kunne leve med organet uden en udløbsdato. Men hvordan dyrker man lige et ægte organ?

Svaret er, at forskerne bruger det, der kaldes for stamceller!

Hvad er stamceller?

Kroppen består af en masse forskellige slags celler. Man kan tænke på celler, som små arbejdsmaskiner, der har forskellige funktioner. Nogle celler danner hjertet, nogle celler bliver til øjne, mens andre danner huden. Inde i hver celle findes alt arvematerialet. Du undrer dig måske over, hvordan cellen så ved, om den netop skal danne et øje eller et hjerte. En anden måde at forstå arvemateriale på er som et hus, hvor hvert gen er et rum inde i huset. I nogle rum er lyset tændt, og i andre rum er lyset slukket. Hvis lyset er tændt, kommer generne til udtryk, men hvis lyset er slukket, kommer generne ikke til udtryk. I de celler, der bliver til hjertet, er det derfor kun nogle gener, der er tændt, mens nogle andre gener er tændt i nerveceller i hjernen. De gener, der er slukket, kan som udgangspunkt ikke tændes igen.

Figur 1 viser, at en stamcelle kan dele sig og blive til alle forskellige slags celler i kroppen. Stamcellen har alle sine gener tændt, men som cellen deler sig og specialiserer sig, vil nogle gener slukke.

Hvis vi nu kigger helt tilbage på, hvordan mennesket bliver lavet fra blot en lille ægcelle og en sædcelle, undrer du dig måske over, hvordan cellerne i kroppen er endt med at have tændte og slukkede gener. Når ægcellen bliver befrugtet af en sædcelle, dannes der en celle, der har alle sine gener tændt. Den kan altså blive til ALLE celler i hele kroppen. Cellen begynder at dele sig, så der kommer 2, så 4 og så 8 celler, og sådan fortsætter det. I starten kan de celler også blive til alle slags celler, og det er netop disse celler, vi kalder for stamceller. På et tidspunkt begynder cellerne at ændre sig. Nogle cellers gener begynder at slukke, og de begynder at blive bedre og bedre til at lave helt specifikke opgaver. På et tidspunkt i løbet af babyens udvikling i maven, er der ingen stamceller tilbage i babyen, der kan danne alle slags celler.

Stamceller til organdyrkning

Hvis man gerne vil dyrke et hjerte, så kan man ikke bare udtage almindelige celler fra patientens eget hjerte, for disse celler kan ikke selv dele sig til alle de forskellige komponenter og celletyper, som findes i hjertet. Det er her, at stamceller kommer ind i billedet! Stamceller kan som sagt blive til alle slags celler, og derfor kan de starte dannelsen af et helt organ som hjertet. Ydermere kan man dyrke hjertet ud fra en stamcelle unik for patienten, så hjertets vævstype kommer til at passe præcis til patientens. Forskerne kan nu aktivt tænde og slukke for præcis de gener i stamcellen, de skal bruge for at danne hjertet. Smart ikke? Nu støder vi dog på næste udfordring. Den stamcelle, som vi gerne vil bruge til at dyrke hjertet, findes jo kun helt i starten af graviditeten. Når først den 52-årige mand har brug for et nyt hjerte, er der ingen stamceller tilbage i hans krop. Endnu en gang slår moderne teknologi naturen. Der er nemlig blevet fundet en metode hvorpå, man kan tage en celle fra den voksne persons krop, og herefter i laboratoriet tænde for alle gener igen, så den næsten ligner en ægte stamcelle igen. Man kalder det for en induceret stamcelle. Den vil efter teorien kunne give ophav til et helt menneske med både hjerneceller, organer og muskler. Det er netop denne teknik, som filmen Jurassic Park er bygget på!

Figur 2 viser, hvordan en celle fra en knogle kan udtages fra en voksen person og herefter omdannes til en stamcelle. Denne stamcelle kaldes for en induceret stamcelle. Metoden virker ved, at de slukkede gener i cellen, tændes igen.

Der er desværre bare intet, der er så simpelt igen. Selvom man godt kan få den inducerede stamcelle til at dele sig i laboratoriet, så kan det ikke lade sig gøre at dyrke et helt organ uden for et levende væsen. For at stamcellen kan blive til et funktionelt organ, skal den nemlig både have en god tilførsel af næringsstoffer og ilt, overlevelsessignaler fra omkringliggende væv og strukturel støtte.

At dyrke menneskeorganer inde i dyr

Da det ikke kan lade sig gøre at dyrke organer i en laboratorieskål, arbejder man i stedet på at dyrke organer inde i dyr. Her er tanken at sprøjte menneskelige stamceller ind i et befrugtet æg fra fx en gris eller en abe, så det menneskelige organ bliver dannet inde i dyret. I det befrugtede dyreæg skal generne, der står for dannelsen af organet, slukkes helt. I det voksende foster er det nu den menneskelige stamcelle, der vil ende med at give ophav til organet. Før teknikken kan bruges til at dyrke ægte organer til patienter, er der både mange videnskabelige udfordringer samt etiske dilemmaer, som der skal findes en løsning på. En af de første udfordringer er, at man skal have menneskecellerne og dyrecellerne til at snakke sammen. Cellerne skal nemlig kunne snakke sammen for at finde ud af hvilke celler, der skal blive til hvad. Idet vi ikke er samme art, kan man sige, at vores celler ikke snakker samme sprog. Og hvis cellerne ikke kan forstå hinanden, vil cellerne ikke kunne aftale, hvem der skal blive til hvad, og menneskecellerne vil derudover hurtigt blive afstødt og dø. Mennesket er genetisk set meget tættere på aben end på grisen, og derfor er det lettere at få menneskeceller til at snakke med abeceller sammenlignet med griseceller. Samtidig kan det potentielt også blive et problem, hvis cellerne mellem to arter snakker for meget sammen, for så kan forskerne ikke vide i hvilken grad abecellerne har påvirket dannelsen af organet. Nu kommer næste udfordring, som er, at det generelt er holdningen, at der er flere etiske hensyn at tage i forhold til aber sammenlignet med grise. Derudover passer grisens størrelse også bedre til dyrkning af menneskelige organer end abens. Der er altså flere fordele og ulemper for både aber og grise, der skal findes løsninger til. Men hvor langt er vi egentlig fra, at det kan blive til virkelighed?

Figur 3 viser, at griseceller og menneskeceller har svært ved at kommunikere med hinanden, fordi de ikke ”snakker samme sprog”. Derudover vil menneskecellen hurtigt blive afstødt og dø.

En abe med menneskehjerne?

En af de store udfordringer, som man arbejder på at løse lige nu, er, at der er en risiko for, at cellerne fra de forskellige arter bliver blandet sammen. Hvis man dyrker en menneskelever inde i en abe, hvordan sikrer man sig så, at menneskecellerne ikke deler sig til andre celler i aben end leverceller og omvendt, hvordan sikrer man sig, at der ikke kommer abeceller i leveren?

Og lad os huske tilbage på, hvad en stamcelle egentlig er: en celle, der kan danne alle slags celler i kroppen. Derfor kan stamcellerne jo også dele sig til hjerneceller! Tænk blot på, hvis man kom til at lave en abe, der udviklede menneskelige hjerneceller eller en hel menneskehjerne! Ville det betyde, at aben nu kunne tænke ligesom mennesket, og ville den udvikle menneskelige egenskaber? Etisk set er det meget svært at forholde sig til. Det er derfor et krav, at man kan sikre sig, at de menneskelige stamceller ikke bliver til andet end præcis det ønskede organ. Spørgsmålet er bare, hvordan man kan kontrollere, hvad der sker med cellerne, når først de er inde i fosteret og deler sig af sig selv.

Figur 4 viser en af de problematikker, som forskere står over for, når der tales om organdyrkning inde i dyr. Frygten er, at den menneskelige stamcelle kan dele sig til hjerneceller og være med til at ændre dyrets/abens bevidsthed og tanker.

I Kina er der for nyligt (2023) blevet frigivet nye forskningsresultater. Forskningsgruppen har forsøgt at dyrke en nyre inde i en gris, og det er lykkedes dem at dyrke en nyre, der bestod af 50-60% menneskeceller. Det er den højeste procentdel af menneskeceller i et organ dyrket i en gris set indtil videre. Selvom det er et stort skridt i den rigtige retning, så bliver teknikken ikke relevant før, der findes en metode til, at 100% af cellerne i organet består af menneskeceller. Desuden opdagede forskningsgruppen, at nogle af stamcellerne, havde delt sig til hjerneceller, hvilket er præcis det, man gerne vil undgå.

Fremtidens forskning

Igennem denne case har vi lært hvad stamceller er, og hvordan de bliver brugt i forskning til at dyrke organer i dyr. Derudover har vi lært, at der er nogle udfordringer, der mangler at blive fundet løsninger til, før det kan lade sig gøre at få dyrket sine egne organer som reservedele. Der er desuden en række etiske dilemmaer at forholde sig til. Som opsummering kan vi opstille 3 vigtige spørgsmål, som der skal findes et svar på, før vi kan dyrke vores egne organer inde i dyr:

  • Hvordan får man menneskeceller og dyreceller til at snakke sammen, og hvordan styrer man samtidig, at de ikke påvirker hinanden for meget?
  • Hvordan sikrer man, at der ikke dannes menneskehjerneceller i dyret?
  • Hvordan dyrker man et organ, der består 100% af menneskeceller?