Nytt verktyg identifierar ursprungsceller i embryot

Forskare vid Karolinska Institutet har utvecklat ett verktyg för att identifiera de allra tidigaste stamcellerna hos mänskliga embryon. Dessa ursprungsceller antas ha stor potential att ersätta skadad vävnad i kroppen men har fram till nu varit svåra att särskilja från andra embryonala stamceller. Studien publiceras i den ansedda tidskriften Cell Stem Cell.

Under den första veckan efter befruktning utvecklas embryot från en enda cell till en blastocyst, en ihålig cellklump bestående av några hundra celler. Därefter fäster blastocysten i livmoderväggen, så kallad implantation. Under en begränsad tidsperiod, från befruktning fram till några dagar efter implantation, består embryot av pluripotenta stamceller. Det är celler som kan utvecklas till alla celltyper i kroppen och därför är av stort intresse inom forskningsområdet regenerativ medicin i syfte att ersätta skadad vävnad.

Ny typ av pluripotenta stamceller

För bara några år sedan gjordes upptäckten att det finns två olika typer av pluripotenta stamceller hos det mänskliga embryot. De stamceller som används inom regenerativ medicin idag isoleras från det icke-implanterade embryot men har visat sig motsvara en mognadsgrad som uppkommer först efter implantationen. En ny typ av pluripotenta celler som verkligen motsvarar det mer ursprungliga stadiet innan implantation har identifierats och kan nu odlas i laboratorium. Intresset för dessa ursprungliga celler är mycket stort eftersom man tror att de har potential att bilda vissa celltyper som är svåra att få från de klassiska, mogna stamcellerna. Dessutom finns en förhoppning att de är lättare att odla i laboratoriemiljö.

Nu har Fredrik Lanners forskargrupp vid Karolinska Institutet i nära samarbete med Peter Rugg-Gunns forskargrupp vid Babraham Institute i Cambridge, Storbritannien, utvecklat ett verktyg för att separera de två celltyperna. Forskarna har tagit fram kombinationer av antikroppar som binder till specifika proteiner på ytan av de omogna respektive mogna stamcellerna. Antikropparna kan användas i så kallad flödescytometri, en vanlig laborotorieteknik för att sortera celler.

Underlättar forskning om stamceller och embryonal utveckling

– Det har saknats bra markörer för de olika stamcellstyperna vilket har gjort att de har varit svåra att studera. Nu har vi ett verktyg som kan användas för att på ett enkelt sätt sortera cellerna, vilket underlättar såväl den fortsatta stamcellsforskningen som grundforskning om tidig embryonal utveckling, säger Fredrik Lanner, forskarassistent vid institutionen för klinisk vetenskap, intervention och teknik på Karolinska Institutet.

Mogna embryonala stamceller som odlas på laboratoriet kan, under rätt odlingsbetingelser, backas i utvecklingen och omvandlas till den mer ursprungliga stamcellstypen. Forskarna testade sin teknik både på sådana odlade stamceller av mogen och omogen typ samt i donerade mänskliga embryon som blivit över från IVF-behandlingar. I sådana embryon, som ännu inte fäst i livmoderväggen, identifierades som väntat endast den omogna stamcellstypen vilket talar för att antikropparna är mycket specifika.

Kan öka kunskapen om infertilitet

– Det är just vid implantationen som stamcellerna genomgår den här förändringen och ”mognar”, och det är också en mycket kritisk tidpunkt för embryot. Därför är dessa celler också intressanta att studera för att öka kunskapen om infertilitet, säger Fredrik Lanner.

Studien har finansierats av bland annat Vetenskapsrådet, Ragnar Söderbergs stiftelse, Stiftelsen för strategisk forskning, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Centrum för innovativ medicin (CIMED) och Lau-anslag.

Publikation

Comprehensive Cell Surface Protein Profiling Identifies Specific Markers of Human Naive and Primed Pluripotent States
Amanda J. Collier, Sarita P. Panula, John Paul Schell, Peter Chovanec, Alvaro Plaza Reyes, Sophie Petropoulos, Anne E. Corcoran, Rachael Walker, Iyadh Douagi, Fredrik Lanner, Peter J. Rugg-Gunn
Cell Stem Cell, online 23 mars 2017, doi: 10.1016/j.stem.2017.02.014