Stamceller i menneskehjernen

En stamcelle er en celle som kan dele seg mange ganger og gi opphav til alle cellene i et organ. Eksempelvis repareres et sår i huden av hud-stamceller idet de deler seg og utvikles til nye hudceller. Den ultimate stamcelle er egentlig det befruktede egg – det gir opphav til alle kroppens celler og organer. Det har vært et dogme at hjernen er ferdig utviklet hos voksne personer. Man mente derfor at det ikke fantes stamceller i den voksne hjerne. Da en amerikansk gruppe rapporterte at det fantes slike celler i hjernen hos fugler, var de fleste skeptiske. Etter hvert ble det imidlertid også påvist i hjernen hos gnagere. For snart 20 år siden viste vi ved Vilhelm Magnus-laboratoriet at stamceller i menneskehjernen kan utvikle seg til funksjonelle nerveceller. Dyrket utenfor kroppen kunne en slik stamcelle dele seg mange ganger og gi opphav til en hel generasjon nye nerveceller. Disse kontaktet hverandre, avfyrte elektriske signaler og kommuniserte med hverandre gjennom såkalte synapser. I prinsippet kunne altså én stamcelle fra menneskehjernen gi opphav til et eget lite nervesystem i laboratoriet.

Stamceller i hjernekreft

Samtidig dyrket noen forskningsgrupper, inkludert Vilhelm Magnus-laboratoriet, celler fra pasienter med hjernekreft. Ikke alle hjernekreftceller kunne dele seg. Men de som gjorde det, lignet de normale stamcellene. De kreftcellene som delte seg, hadde ikke bare det samme utseendet som de normale stamcellene. De hadde også mye av det samme molekylære uttrykket og kunne utvikle seg til celler som lignet på funksjonelle hjerneceller. Da de utviklet seg til modne hjerneceller, sluttet de å dele seg. Forskjellen på stamceller i hjernekreft og normale stamceller så vi da vi transplanterte cellene til mus og rotter. Kreftstamcellene dannet en ny svulst mens de normale stamcellene oppsøkte skadede områder i hjernen, trolig i forsøk på reparasjon.

Finnes det et forløsende molekyl?

Selv om kreftstamceller og normale stamceller under dyrkning nesten så ut som tvillinger, var det altså en vesentlig funksjonell forskjell på dem. Og i denne forskjellen måtte vel hele hjernekreftens gåte ligge begravet? Dersom vi fant den molekylære forklaringen, ville man kanskje ha mulighet for å utvikle et molekyl til bruk i behandlingsøyemed? Vi sammenlignet derfor genproduktene hos kreftstamceller og normale stamceller. Analyser av 29 000 genprodukter i en rekke cellepopulasjoner viste dessverre at forskjellen var svært komplisert. Flere hundre genuttrykk var forandret i kreftstamcellene, og dette omfattet praktisk talt alle signalsystemer i cellene. Samtidig så vi at cellene fra ulike kreftpasienter hadde ulike genuttrykk, selv om de hadde den samme kreftformen. Dette virvaret av forandringer talte mot at ett molekyl eller én behandling kunne virke hos alle pasienter.

Vaksine mot kreftstamceller

Kunne vi benytte oss av forandringene i kreftcellene til å utvikle immunterapi? Immunsystemet oppdager for eksempel bakterieceller som kommer inn i kroppen vår, ved at det «ser» proteinmolekyler som ikke tilhører oss. I og med at kreftstamcellene hadde molekylære forandringer, tenkte vi at vi kanskje kunne få immunsystemet til å identifisere og drepe dem. Radiumhospitalet har vært ledende i arbeidet med utvikling av kreftvaksiner. I samarbeid med Kreftforeningen tok vi derfor kreftstamcellene til Radiumhospitalet. Der ble det pasientspesifikke genetiske uttrykket fra kreftstamcellene installert i pasientens egne dendrittceller. Dette er celler som er spesialister på å hisse opp resten av immunsystemet til angrep mot fremmede celler. Disse dendrittcellene ble så satt tilbake i pasientens hud med en sprøyte, som ved en vanlig vaksine. Dette setter i gang et angrep mot de egenskapene som er spesifikke for kreftstamcellene. Resultatene er spennende og vi gjennomfører derfor videre utprøving på pasienter. Hittil synes vaksinen å gi effekt hos knapt en fjerdedel, og noen pasienter har levd i mange år.

Funksjonell screening av kreftstamceller

De første genetiske studiene vi gjorde av kreftstamcellene, viste at celler fra ulike pasienter har ulikt genuttrykk. Dette er også dokumentert gjennom andre studier. Spørsmålet som reiste seg fra disse observasjonene, var om svulstene er så forskjellige at behandlingen må individualiseres – at hver pasient må ha skreddersydd behandling. I Helsingfors har de utviklet et nytt robotisert system for testing av celler. De brukte det i forsøk på å finne behandlinger for pasienter med leukemi (blodkreft). En bevilgning fra Kreftforeningen for noen år siden førte opprettelsen av et samarbeid med Helsingfors. Dermed kunne vi bruke dette systemet til å teste over 500 ulike medikamenter mot stamcellene i hjernesvulstene til pasientene våre.Ulik effekt

Hos hver enkelt pasient fant vi at flere medikamenter hadde effekt, men hvilke medikamenter som virket, varierte sterkt fra pasient til pasient. Dette bekrefter hypotesen om at behandlingen må individualiseres. Vi tror også at vi har funnet frem til den beste metoden for dette: Screening av et stort antall medikamenter hos hver enkelt pasient. Hjernekreftcellene hos én pasient er altså svært forskjellige fra cellene hos en annen pasient. Dette er én av årsakene til at det har vært vanskelig å finne frem til god behandling. Et medikament som kun virker hos noen få, vil ikke oppdages når mange individer testes samtidig. Utprøving av et tresifret antall medikamenter på samme sykdom er en ny vitenskapelig metode. Samarbeidet med Helsingfors har imidlertid ført til at vi har kunnet tilby dette til den første pasienten.