Ryggmärgens stamceller kan bidra till reparation efter skada
Ryggmärgsskada leder ofta till bestående funktionsnedsättning. I en ny studie som publiceras i tidskriften Science visar forskare från Karolinska Institutet att det går att stimulera stamceller i ryggmärgen hos möss så att de bildar stora mängder nya oligodendrocyter, en celltyp som är viktig för nervfibrernas förmåga att leda signaler och därmed bidrar till att reparera skadan.
Ryggmärgen förmedlar signaler från hjärnan till kroppen och ryggmärgsskador leder därför ofta till förlamning av varierande grad. Det beror dels på att nervfibrer går av och är oförmögna att växa ut igen, dels på att andra nervfibrer som inte har gått av fungerar sämre. Denna nedsatta funktion kan bero på förlusten av oligodendrocyter, en celltyp vars funktion är att underlätta nervfibrers signalöverföring.
I många organ kan skadad vävnad repareras genom att stamceller ombildas till den typ av celler som gått förlorade. Det finns stamceller i den vuxna ryggmärgen, men dessa ger framför allt upphov till ärrbildande celler efter en skada. Ärrvävnaden begränsar skadan, men bidrar inte till att ersätta förlorade celler.
Inte låsta till att bilda ärrvävnad
I den aktuella studien har forskarna gjort en noggrann karakterisering av ryggmärgens stamceller på gennivå hos möss. De fann då att stamcellernas DNA var tillgängligt för att motta signaler som stimulerar nybildning av oligodendrocyter.
– Vi såg att stamcellerna inte var låsta till att bilda ärrvävnad och vi förstod hur vi skulle kunna knuffa dem i en annan riktning så att de också bildar celler som bidrar till reparation av skadan, säger studiens försteförfattare Enric Llorens-Bobadilla, forskare vid institutionen för cell- och molekylärbiologi på Karolinska Institutet.
Genom att påverka vilka gener som aktiverades i stamcellerna kunde forskarna stimulera en mycket kraftig nybildning av oligodendrocyter, som ledde till förbättrad nervfiberfunktion i den skadade ryggmärgen.
Ny strategi för att stimulera reparation
– Det här visar att det är möjligt att påverka stamceller i nervsystemet så att de bidrar mer till funktionsåterhämtning. Studierna gjordes i möss och är inte direkt överförbara till människan, men pekar på en konceptuellt ny strategi för att stimulera reparation efter skador i nervsystemet, säger Jonas Frisén, professor vid institutionen för cell- och molekylärbiologi på Karolinska Institutet, som lett studien.
Studien finansierades av ett Human Frontiers Science Programme long-term fellowship och ett Marie Sklodowska-Curie Action fellowship samt av anslag från Vetenskapsrådet, Cancerfonden, Stiftelsen för Strategisk Forskning, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Strategiska forskningsområdet inom stamceller och regenerativ medicin vid Karolinska Institutet (StratRegen), Sankt Petersburgs universitet, Karolinska Institutet, Torsten Söderbergs Stiftelse och Wings for Life Spinal Cord Research Foundation. Fyra av artikelförfattarna, inklusive Enric Llorens-Bobadilla och Jonas Frisén, är konsulter till bioteknikbolaget 10X Genomics, och en av författarna är anställd av bolaget.
Publikation
“A latent lineage potential in resident neural stem cells enables spinal cord repair”. Enric Llorens-Bobadilla, James M. Chell, Pierre Le Merre,Yicheng Wu, Margherita Zamboni, Joseph Bergenstråhle, Moa Stenudd, Elena Sopova, Joakim Lundeberg, Oleg Shupliakov, Marie Carlén, Jonas Frisén. Science, online 1 oktober 2020, doi: 10.1126/science.abb8795.