Skip to main content

Tillverka stamceller - iPS celler

Tillverkade stamceller - hur gör man?

iPS celler är något så unikt som tillverkade stamceller. De stamceller sm funnits tillgängliga för forskningen tidigare har varit embryonala stamceller, ES celler. ES cellerna skapas genom att celler från det tidiga befruktade embryon (överblivana vid provrörsbefrukting), har kunnat odlas i relativt stor skala i labb. Då det gäller iPS celler, skapade stamceller så tillverkas de från celler från en levande donator.

Startmaterialet för tillverkning av iPS stamceller

Då det gäller iPS celler, skapade stamceller så tillverkas de från celler från en levande donator. Det som doneras är vanligtvis en liten bit hud (ungefär 2x2mm), men iPS stamceller har också tillverkats från blodprover och från celler urvunna ur urin (!). För att få ta dessa prover och för att få använda proverna i forskningsprojekt så krävs det att donatorn är införstådd med vad provet skall användas till, donatorn godkänner/samtycker till att provet tas och att en etisk nämnd har godkänt att detta får ske och i vilka syften. Den donerade vävnaden, oftast hud, odlas i laboratoriet. Dessa celler kan frysas och tinas och på så sett sparas i vävnadsbanker under många år. Cellerna som odlas är mogna celler och de har i tinat tillstånd en begränsad livslängd.

Hur backar vi cellerna tillbaka till ett stamcellsstadium - skapar iPS celler

De odlade mogna cellerna från donatorn backas tillbaka till ett stamcellestadium genom att nyckelfaktorer för omogna celler överuttrycks. Detta kan praktiskt ske på ett antal olika sätt med olika för och nackdelar. De faktorer som tillsätts är förvånandsvärt få, och hur många som behövs beror på vilken vävnad som man har som startmaterial. För omprgrammering av hud brukar vanligtvis 4-6 faktorer användas. Faktorerna tillsätts och får verka under en begränsad tid ca 4-14 dagar. Under den tiden så kommer endast en liten andel av de celler som utsätts att återgå till ett stamcellsstadium, de flesta kommer antingen att fastna halvvägs, inte bli påverkade alls eller helt enkelt dö. Men de få celler som klara omprogrammeringen återgår till ett stamcellsstadium och får därigenom förmågan att dela sig och ge upphov till nya stamceller. De få celler som klarat sig kommer att snabbt bild små öar, kolonier, av stamceller bland de övriga cellerna och kan därmed plockas manuellt eller med maskin för att sedan odlas och studeras.

Hur odlas iPS celler?

ES celler och iPS celler odlas på samma sätt. De odlas vanligtvis som adherenta monolager i odlingsskålar eller i flaskor. Den miljö de odlas i försöker så nära som praktiskt möjligt efterlikna den miljö som finns i det mycket tidiga embryot. De odlas i tempererade odlinggskåp med noggrann monitorering på koldioxid och syre tillgång. Cellerna odlas i ett speciellt odlingsmedium med näringsämnen, surhetsgrad och faktorer som allt somverkar för att hålla cellerna nöjda som stamceller. De som odlar celler är väldigt noga med hur man hanterar cellerna. Man vill framförallt inte riskera att smitta cellerna med något som till exempel bakterier eller jäst. Därför så sker all hantering med cellerna i speciella skåp, där forskaren bara når in med händerna, allt för att minska risken för att cellerna smittas av den som odlar cellerna.

Hur ser iPS celler ut?

Ovan är två bilder på iPS celler. Bilden till vänster visar en stor grupp sk. koloni av iPS celler så de ser ut om man tittar på dem med vanligt ljusmikroskop. På bilden ser man att cellerna är mycket små och att de sitter tätt samman. Cellerna har en nästan lysande kant mot omgivningen och det finns mörka små prickar i cellerna, de utgör områden med hög cellaktivitet. På bilden till höger så är förstoringen mycket högre och cellerna har färgats in för att olika delar i cellern skall framträda tydligare. På bilden är cellkärnan blå och de områden som såg ut som mörka prickar i bilden till vänster är nu färgarde gröna. De röda strukturerna i bilden motsvarar cellens inre skelett. På den här bilden ser man tydligt de delar som man färgat in men inget av de delar som inte är infärgade, t. ex cellens yttermembran.

Hur färgar vi celler?

Celler, vävnader och strukturer kring celler kan synliggöras genom att märkas in. Metoden kallas immunocytokemi för celler i kultur och immunohistokemi för vävnader. Metoden är antikroppsbaserad och har nästan 100 år på nacken. Den har givetvis utvecklats och idag kan man synliggöra sepcifika strukturer eller delar med olika flourescerande färger (som i bilden ovan till höger). Detta möjliggöra att man kan synliggöra olika strukturer på en och samma bild genom att märka in dem med olika färger.

Metoden går i korthet på att anikroppar tillverkas för att specifikt känna igen en önskad struktur, organell eller protein (så kallad antigen). Antikroppen har antingen den flourescerande färgen direkt på sig eller så använd ytterligare en antikropp som känner igen den första och den senare med färg. Då man använder en andra antikropp för att detektera den första så sker även en viss amplifiering, då fler antikroppar kan bindas till ytan.

Hur förvaras cellerna frysta?

Celler som odlas kan förvaras under många år nedfrysta i speciella lågtemperaturfrysar. Vanligast är stora fryskärl som hålls kalla med flytande kväve (bild till vänster, nedan). De håller vanligtvis en temperatur på nära -200 grader. Cellerna fryses i små ampuller (bild vänster, högst upp), i varje rör så kan miljontals celler förvaras och i varje lågtemperaturfrys så kan tiotusentals ampuller med celler förvaras. Cellerna kan inte bara frysas rakt av som de är i odlingen utan de måste omges av frysmedium som minskar risken för att vassa iskristaller bildas under frysningsprocessen och skadar cellerna. Väl nedfrysta så klarar sig cellerna under årtionden i fryst tillstånd och kan även skickas i speciella lågtemperatur transporter (med så kallad torris), världen runt till andra forskningslaboratorier.