Reparerar skadade hjärtan med stamcellsteknik

Kenneth Chien, professor i kardiovaskulär forskning vid institutionen för cell- och molekylärbiologi och institutionen för medicin i Huddinge, har studerat de molekylära mekanismerna bakom hjärtats utveckling och dess sjukdomar i närmare trettio år. Under det senaste decenniet har han framför allt intresserat sig för hjärtats stamceller, och förflyttat sitt huvudfokus från mus till människa.

Nu vill han ta steget vidare och använda den nya kunskapen för att utveckla nya kliniska behandlingar inom så kallad regenerativ medicin.

- Vi undersöker bland annat möjligheterna att utveckla ett "plåster" av hjärtmuskelvävnad, odlat från stamceller, för att reparera ett hjärta med skada eller medfött fel, berättar han.

Chiens forskargrupp har redan identifierat användbara stamceller, och lyckats odla dem till muskelvävnad. Upptäckten publicerades i Science 2009. Men mycket forskning återstår, betonar han.

- Jag tror inte att vi kommer att börja med försök med hjärtmuskelplåster på människor de närmaste fem åren. Många utmaningar återstår: allt från att göra vävnaden tillräckligt kraftig, till att utveckla metoder för att operera in den i hjärtat.

En annan möjlig framtida behandling för skadade hjärtan är att stimulera befintliga celler i hjärtat att själva reparera skadade delar. Normalt bildas ärrvävnad när hjärtat läker efter en skada, men genom att tillsätta rätt kemiska signaler skulle man kunna få cellerna att föröka sig och bilda ny funktionell muskelvävnad.

- Vi har lyckats reparera hjärtan hos möss på det sättet, genom att bara tillsätta ett enda protein, säger Kenneth Chien. Inga nya celler tillfördes. Resultaten var mycket goda: de möss som behandlades fick två, tre gånger högre överlevnad än möss utan behandling. Nu behöver vi ta reda på om motsvarande teknik kan fungera på människa.

Sådana försök på människa kan börja relativt snart, säger han. Först i annan vävnad, och så småningom i hjärtat.

Binda ihop stamcellsbiologi och regenerativ medicin

"En riktig stjärnrekrytering" var avgående rektor Harriet Wallberg-Henrikssons kommentar i november 2012 när det offentliggjordes att KI lyckats rekrytera Harvardprofessorn och den internationella auktoriteten Kenneth Chien.

- Harvard är en fantastisk miljö, som jag också kommer att fortsätta hålla kontakten med, säger Kenneth Chien. Både Harvard och KI är väldigt starka i stamcellsbiologisk och molekylärbiologisk grundforskning. Men KI har, som jag ser det, unika translationella möjligheter. Det är därför jag har kommit hit.

Med händerna måttar han upp ett landskap på skrivbordet framför sig:

- Här, i stamcellsbiologin, befinner vi oss, och där, på andra sidan en stor flod, ligger den regenerativa medicinen. Vi ska förbinda de här två områdena. Men det går inte att bygga en motorväg över floden direkt, vi måste veta mer om den andra sidan först. Nästan ingen har varit där och rekogniserat än. Ett team som har lyckats ta sig dit är Paolo Macchiarinis forskargrupp på KI, som gett patienter nya, konstgjorda luftstrupar med odlade celler. Hans pionjärinsats gjorde stort intryck på mig. Den bekräftade att KI är rätt miljö för det som jag vill åstadkomma.

Kenneth Chien berättar att hans första viktiga stamcellsfynd var oavsiktligt. Hans grupp upptäckte att det i hjärtat hos nyfödda möss fanns kvar stamceller, som hade förmåga att skapa muskelvävnad. Upptäckten publicerades i Nature 2005. Året efter identifierade forskargruppen hjärtstamceller i ett ännu tidigare stadium, med möjlighet att utvecklas till även andra typer av hjärtceller, såsom blodkärl och pacemakerceller.

2009 gjorde gruppen liknande stamcellsfynd i hjärtat hos mänskliga foster, vilket publicerades i Nature.

- Det mänskliga hjärtat byggs upp under flera månader och är oerhört mycket mer komplext än ett mushjärta som skapas på 48 timmar. Bland annat innehåller det mänskliga hjärtat flera olika typer av celler, och många mellanformer i utvecklingen från stamcell till mogen cell. Bland dessa hittade vi den celltyp som vi sedan odlat till muskelvävnad.

Kenneth Chien har sitt forskningslaboratorium vid institutionen för cell- och molekylärbiologi, men kommer också vara verksam vid institutionen för medicin.

- Jag håller på att bygga upp min forskargrupp i Solna nu, säger han. Det är där vi ska bedriva vår molekylärbiologiska grundforskning. I Huddinge kommer vi framför allt arbeta med kliniska tillämpningar.

Text: Anders Nilsson, publicerad i "Från Cell till Samhälle" 2013

Om forskningsämnet

Molekylär kardiologi är det forskningsfält som förenar områdena hjärtsjukdom och molekylärbiologi. Inom detta fält utforskas de grundläggande biologiska mekanismerna bakom utvecklingen av hjärtat, liksom utvecklingen av hjärtats sjukdomar.

Nu vill Kenneth Chien lägga grunden för fältet regenerativ kardiologi, och använda den nya kunskapen för att utveckla stamcellstekniker för att ersätta eller återbilda skadad eller förlorad vävnad i hjärtat.

Länkar

Hjärt-kärlsjukdomarStamceller