Curing diabetes with stem cells? Kaikki tiesivät, että se olisi vaikeaa. Parkinsonin tauti? Vielä vaikeampaa. Alzheimerin tauti? Todennäköisesti mahdotonta. Mutta ikääntymiseen liittyvä makuladegeneraatio, joka on merkittävä sokeuden syy? Sen piti olla matalalla roikkuva hedelmä.
AMD:n syy tunnetaan, resepti kantasolujen muuttamiseksi verkkokalvon soluiksi toimii kuin rasvattu, ja silmä on ”immunoprivilegoitu”, mikä tarkoittaa, että immuunisolut eivät hyökkää vieraita, kuten esimerkiksi laboratoriossa valmistettuja verkkokalvon soluja, vastaan. Silti yli kymmenen vuotta sen jälkeen, kun eläinkokeet osoittivat lupauksia, ja lähes kahdeksan vuotta sen jälkeen, kun alkion kantasoluista luotuja verkkokalvosoluja siirrettiin turvallisesti yhdeksälle potilaalle kliinisessä tutkimuksessa, kukaan ei ole saanut kantasoluhoitoa makuladegeneraation hoitoon tutkimusympäristön (tai klinikan) ulkopuolella.
Se saattaa muuttua pian. Kalifornialaiset tutkijat odottavat käynnistävänsä tänä vuonna vaiheen 2 kliinisen tutkimuksen ikään liittyvän makuladegeneraation kantasoluhoidosta, eikä National Institutes of Healthin ryhmä ole kaukana perässä: Se suunnittelee ensimmäistä yhdysvaltalaista kliinistä tutkimusta, jossa käytetään niin sanottuja indusoituja pluripotentteja kantasoluja, jotka löydettiin 12 vuotta sitten ja jotka saivat Nobelin palkinnon vuonna 2012. Nämä solut (lyhyesti iPSC-solut) valmistetaan lähettämällä tavalliset aikuisten solut biologisesti ajassa taaksepäin, kunnes ne ovat kuin alkion kantasoluja – mutta ilman niiden eettisiä rasitteita.
mainos
”Kun iPSC-solut löydettiin vuonna 2007, oli paljon hypeä siitä, että voisimme helposti tehdä niistä terapioita”, sanoo Kapil Bharti NIH:n kansallisesta silmäinstituutista. ”Mutta oli monia avoimia kysymyksiä” siitä, miten siirtokelpoisia soluja voitaisiin valmistaa turvallisesti, ja vastauksia näihin kysymyksiin saadaan vasta nyt. ”Toivon, että tämä herättää alan uudelleen henkiin”, Bharti sanoi.
Japanissa ja Kiinassa on meneillään kourallinen muita erilaisia iPSC-pohjaisia kliinisiä tutkimuksia, ja San Diegossa toimiva Fate Therapeutics sai hiljattain elintarvike- ja lääkevirastolta luvan iPSC-tutkimukseen Yhdysvalloissa kiinteiden kasvainten hoitamiseksi.
mainos
Bharti ja NEI:n kollegat raportoivat keskiviikkona Science Translational Medicine -lehdessä, että he olivat käyttäneet ihmisen iPSC-soluista luotuja verkkokalvosoluja erään makuladegeneraation muodon hoitoon rotilla ja sioilla, ja tulokset olivat niin lupaavia, että he toivovat voivansa aloittaa makuladegeneraatiopotilaiden rekrytoinnin kliiniseen tutkimukseen lähiviikkoina.
Tämä asettaa vastakkain kaksi kantasolumuotoa. Etelä-Kalifornian yliopiston tutkijat aloittavat kokeensa ihmisalkioista peräisin olevilla kantasoluilla.
”Tiedätte, mihin me panostamme”, sanoo tohtori Mark Humayun USC:n Keck School of Medicineistä. Mutta ”yleisesti ottaen solujen korvaushoidot ovat lupaava lähestymistapa AMD:n hoidossa. Molempia tulisi siis tutkia.”
Pitkälle edennyt ”kuiva” ikääntymiseen liittyvä makuladegeneraatio on johtava sokeutumisen syy yli 50-vuotiailla, ja se vaikuttaa noin 11 miljoonaan ihmiseen Yhdysvalloissa. Tehokasta hoitoa ei ole. Se johtuu verkkokalvon pigmenttiepiteelisolujen kuolemasta, jotka muodostavat silmässä ravinne- ja happirikkaan kerroksen, joka pitää sauvat ja kartiot elossa. Kun RPE-solut kuolevat iän, korkean verenpaineen, tupakoinnin tai muiden syiden vuoksi, kuolevat myös valoreseptorit, mikä johtaa sokeutumiseen.
NEI:n tutkimuksessa Bharin johtamat tutkijat käyttivät aluksi kolmen AMD-potilaan verestä eristettyjä verisoluja, niin sanottuja CD34+-soluja, ja muuttivat ne sitten iPSC-soluiksi. He lisäsivät kasvutekijöitä ja muita biokemikaaleja, jotka muokkaavat solujen kohtaloa: Vaikka pluripotentit solut voivat muuttua minkä tahansa tyyppisiksi soluiksi elimistössä, tietty biokemikaalien yhdistelmä tuottaa yhden ja vain yhden. Bharti ja hänen työryhmänsä loivat verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluja, jotka kuolevat varhain makuladegeneraatiossa. Jokainen erä kesti noin 11 viikkoa.
Ajatuksena on, että kuolleiden ja kuolevien RPE-solujen korvaaminen ”pysäyttää näiden fotoreseptoreiden kuolemisen ja estää tautia pahenemasta”, sanoi Bharti, joka on kahden toisen kirjoittajansa kanssa keksijänä patenttihakemuksessa, joka koskee verkkokalvon solujen tuottamista iPSC-soluista. RPE-solujen pelastaminen ei toisi fotoreseptoreita takaisin kuolleista ja palauttaisi menetettyä näköä. Hän ja hänen työryhmänsä ovat kuitenkin jo kehittämässä AMD-hoitoa, jossa yhdistetään fotoreseptorit ja RPE-laastari. Se voisi itse asiassa parantaa AMD:n aiheuttaman sokeuden.
Vaikka eräässä vuonna 2011 tehdyssä huomattavassa tutkimuksessa yhdeksään AMD-potilaaseen ruiskutettiin pisaroittain verkkokalvon soluja, jotka oli luotu alkion kantasoluista, Bharti teki sen eri tavalla kasvattamalla soluja yksikerroksisina biologisesti hajoavalla telineellä. Verkkokalvon pigmenttiepiteelisolujen ja makuladegeneraatiota sairastavien rottien ja sikojen valoreseptorien väliin varovasti liu’utetut telineet sulivat pois, ja solut (rotilla noin 2 500 ja sioilla 100 000) integroituvat verkkokalvoon paremmin kuin ruiskutetuissa pisaroissa olevat solut. Eläinten näkökykyä ei kuitenkaan testattu.
”Mielestäni tämä artikkeli tarjoaa erittäin arvokkaita näkemyksiä”, sanoi tokiolaisen lääkevalmistajan Astellas Pharma US:n regeneratiivisen lääketieteen päällikkö tohtori Robert Lanza, joka on tokiolaisen lääkevalmistaja Astellas Pharman Yhdysvaltain divisioonan johtaja ja toinen vuonna 2011 tehdyn AMD-tutkimuksen, jossa käytettiin alkion kantasoluja, johtaja. ”Olen täysin samaa mieltä siitä, että RPE-solujen vankkaa valmistusta ja toiminnallista arviointia tarvitaan ennen kliinistä käyttöä.”
Lanza ei kuitenkaan ole vakuuttunut laastarimenetelmästä. ”En usko heidän väitteeseensä, jonka mukaan telineen käyttö on parempi kuin solususpension käyttö”, hän sanoi. ”Telineen siirtäminen on kliinisesti hyvin haastavaa ja siihen liittyy monia mahdollisia ongelmia, minkä vuoksi jotkut ryhmät ovat luopuneet tästä lähestymistavasta.” NEI:n työryhmä sai laastarilla saatuihin tuloksiin verrattavissa olevia tuloksia, kun he ruiskuttivat enemmän RPE-soluja, Lanza totesi, mikä ”viittaa siihen, että se saattaa olla minimaalisesti invasiivisempi tapa edetä.”
Muut tutkijat ovat kuitenkin myös menossa laastareittiä. Lontoolais-kalifornialainen tutkimusryhmä raportoi viime vuonna, että kahdella AMD-potilaalla, jotka saivat laastarin, jossa oli verkkokalvon pigmenttiepiteelisolujen monokerros (tuotettu ihmisalkioista otetuista soluista, ei aikuisten soluista), ei ollut vakavia sivuvaikutuksia. Muutaman viikon kuluttua toinen potilas pystyi näkemään 21 kirjainta lisää tavallisessa silmätaulussa ja toinen 29 kirjainta lisää.
Yhdysvaltalaisessa yliopistossa Humayun ja hänen kollegansa istuttivat RPE:llä päällystettyjä telineitä neljälle AMD-potilaalle, eikä turvallisuus antanut aihetta epäilyihin, ja he raportoivat viime vuonna, että se saattaisi parantaa näkökykyä: Yhdellä silmällä yksi potilaista pystyi näkemään 17 kirjainta enemmän tavallisesta silmätaulukosta kuin ennen. USC:n tiimi aikoo käynnistää vaiheen 2 kliinisen kokeen tänä vuonna, Humayun sanoi.
Yksi huolenaihe indusoiduista pluripotenttisista kantasoluista tuotetuista soluista on se, että osasta iPSC-soluista ei ehkä tule biokemiallisessa kylvyssä erikoistuneita soluja. Pluripotentit kantasolut voivat kasvaa kasvaimen kaltaisiksi teratoomiksi. NEI:n tutkimusryhmä sai kuitenkin jopa 96 prosenttia kantasoluista erilaistumaan RPE-soluiksi eikä havainnut tällaista ongelmaa.
Indusoiduista pluripotenttisista kantasoluista ei myöskään löytynyt syöpää aiheuttavia mutaatioita, mistä tutkijat varoittivat vuonna 2017.
Yksi jäljellä oleva huolenaihe on se, että sama perussyy, joka on aiheuttanut potilaan alkuperäisen silmänpohjarakkulan rappeutumisen, saattaisi koitua kohtaloksi myös siirtosoluille. Mutta koska sairauden ilmaantuminen ensimmäisellä kerralla kesti vuosikymmeniä, Bharti sanoi, 60- tai 70-vuotiaana annetulla soluhoidolla on hyvät mahdollisuudet kestää loppuelämän. Jos kliinisestä kokeesta saadaan lupaavia tuloksia, NEI etsii hänen mukaansa kaupallista kumppania terapian eteenpäin viemiseksi.
Oikaisu: Tämän jutun aiemmassa versiossa ja sen otsikossa luonnehdittiin väärin National Eye Instituten suunniteltua kokeilua. Se on ensimmäinen Yhdysvalloissa, jossa testataan indusoiduista pluripotenttisista kantasoluista peräisin olevaa hoitoa ihmisillä.