Trots att man under lång tid känt till de stjärnformade gliacellerna i vår hjärna, så kallade astrocyter, är det först under senare tid man insett hur viktiga dessa hjärnceller faktiskt är. Istället för att, som man tidigare trott, bara ha en stödfunktion, spelar dessa celler en viktig roll i hjärnan bland annat vid demenssjukdomar och ALS.
En utmaning i forskningen är att det varit svårt att få tag i mänskliga astrocyter att studera. Det finns sätt att odla fram astrocyter i labb, men det har tagit lång tid och varit både svårt, dyrt och krångligt. Fram till nu.
En forskargrupp ledd av Henrik Ahlenius vid Lunds universitet har tagit fram en metod för hur man på kort tid kan framställa mänskliga astrocyter från embryonala stamceller.
– Tidigare metoder har lyckats framställa mänskliga astrocyter från embryonala stamceller, men det har tagit månader. Med vårt sätt tar det en-två veckor att framställa stora mängder av fullt funktionella mänskliga astrocyter.
Metoden publiceras nu i den vetenskapliga tidskriften Nature Methods.
Tar genvägen
Enkelt uttryckt visar Henrik Ahlenius och hans forskargrupp hur man med hjälp av virus kan aktivera gener i de embryonala stamcellerna som under normal utveckling reglerar hur astrocyterna bildas. På så sätt lyckas forskarna få embryonala stamceller att snabbt bilda just dessa.
– Många har tidigare använt embryonala stamceller för att odla fram astrocyter, men dessa metoder har försökt att efterlikna den normala utvecklingen från ett fosters stamcell tills det blir en astrocyt hos individen, vilket ger ett tidskrävande och komplicerat protokoll med många steg, säger Henrik Ahlenius.
Förbättrar möjligheten att studera hjärncellernas roll vid olika sjukdomar
De astrocyter som odlats fram från de embryonala stamcellerna liknar mycket väl de astrocyter som finns i hjärnan hos vuxna människor, både vad gäller utseende, genetiska profil och i funktion.
Att de även kan användas för att studera sjukdomar i hjärnan visar forskargruppen genom att de med hjälp av CRISPR-Cas9, populärt kallad gensaxen, förde in en mutation i de embryonala stamcellerna som ger upphov till den allvarliga hjärnsjukdomen Alexanders sjukdom. Sedan använde de den nya metoden för att omvandla friska och muterade stamceller till astrocyter.
När forskarna jämförde de framodlade astrocyterna såg de att de celler som muterats uppvisade flera defekter man tidigare vet finns hos de som drabbas av Alexanders sjukdom.
– Genom att på det här sättet kombinera CRISPR-Cas9 och vår metod att snabbt odla fram mänskliga astrocyter, ges förbättrade möjligheter att utreda vilken roll astrocyter har i olika neurologiska sjukdomar, säger Henrik Ahlenius.
Forskargruppen har som huvudinriktning att studera åldersrelaterade neurodegenerativa sjukdomar som demens och Alzheimers, och nästa steg blir nu att använda metoden för att undersöka astrocyternas betydelse vid dessa sjukdomar.
Studien har finansierats med stöd av Vetenskapsrådet, Svenska Sällskapet för Medicinsk Forskning, Strategiska forskningsområdet StemTherapy, Åke Wibergs stiftelse, Crafoordska stiftelsen, Alzheimersfonden, Stiftelsen Sävstaholm, Hedlunds stiftelse samt Kung Gustav V:s och drottning Victorias frimurarstiftelse.
Tove Smeds