Stamceller

Introduktion til stamceller

Mange forskere ser stamceller som nøglen til at behandle alle de sygdomme, hvor bestemte celletyper nedbrydes eller bliver ødelagt. De håber at kunne lære at styre stamcellernes udvikling og få dem til at blive til reservevæv eller -organer til syge mennesker. De mest uspecialiserede celler har størst potentiale, men de tages fra embryoner, og det kan give etiske problemer. Der udvikles dog nu nye måder at frembringe embryonale stamceller ved cellemanipulation

I de seneste årtier har stamcelleforskningen udviklet sig hurtigt og frembragt en mængde viden om, hvordan organismer etableres, opbygges og udvikles fra de helt tidlige embryonale stadier til det færdigudviklede individ. Håbet er, at denne viden kan anvendes til at styre stamcellers udvikling og på den måde dyrke reservevæv og –organer til patienter med sygdomme, hvor bestemte celletyper nedbrydes eller bliver ødelagt.
Hos pattedyr som mennesker er der to hovedtyper af stamceller: De embryonale, som er helt udifferentierede og kan udvikle sig til alle celletyper, og voksenstamceller, som er mere specialiserede og findes i den udviklede organisme. Begge typer kan anvendes til udvikling af behandlinger, men de mest udifferentierede, de embryonale, har det største udviklingspotentiale. For at få fat på dem, er man dog nødt til at skille et embryon ad og udtage de stamceller, det består af. Det giver anledning til etiske problemer, især i lande med en kristen tradition, så mange lande har indført forskellige grader af restriktioner på stamcelleforskningen.

De fleste vil sandsynligvis mene, at et embryon har en eller anden form for etisk status, og at vi derfor bør behandle det med respekt. Men betyder det, at embryonet har krav på beskyttelse, at man ikke bør bruge det til forskning, der jo sigter mod et godt formål – at udvikle nye sygdomsbehandlinger? Og hvilken status har embryonet egentlig? Har det fra begyndelsen samme krav på beskyttelse som fødte mennesker? Eller er det først undervejs i graviditeten, at fosteret bliver til et fuldt menneske med samme krav på beskyttelse, som allerede eksisterende mennesker? Og hvornår er der egentlig tale om et embryon?

Stamceller i sygdomsbehandling

Tanken om at bruge stamceller i sygdomsbehandlingen er ikke ny. Den første stamcellebehandling var mod leukæmi (blodkræft) i 1968. Leukæmi opstår, når stamceller i knoglemarven bliver til syge kræftceller og derfor ikke længere kan danne blodceller. Man har haft succes med at helbrede leukæmipatienter ved først at slå leukæmipatientens egne knoglemarvsceller ihjel ved hjælp af kemoterapi, og derefter give dem raske knoglemarvsstamceller fra en donor.

I fremtiden håber man at kunne bruge stamcelleforskningen til at fremstille mere avancerede behandlinger. Hvis man kan finde ud af, hvad der får en uspecialiseret celle til at specialisere sig i en bestemt retning, kan man dyrke stamceller til at gendanne, reparere eller erstatte ødelagt væv eller måske på sigt hele organer. Det har fået mange til at forestille sig, at stamceller vil kunne løse problemet med den kroniske mangel på organer til transplantation.
Et muligt fremtidsscenarium

Forventningerne har været tårnhøje, og forestillingerne om, hvor hurtigt udviklingen ville gå, har formentlig været urealistiske og ikke skelet til, hvor lang tid grundforskning tager. Der er dog ved at dukke behandlinger op, hvor specialiserede celler, specifikke vævstyper og relativt simple organer kan genereres fra stamceller og dyrkes in vitro, og derefter overføres til patienten og fortsætte deres udvikling. Der er udført succesfulde behandlinger med stamcelledyrket hud, urinblærer, blodårer og luftrør. Disse organer involverer kun én type celler, og er derfor ikke så komplicerede at fremstille.

For at kunne dyrke organer, skal man have en slags skelet som også kaldes en matrix, de kan vokse på, for at få den rette, tredimensionelle struktur. Her har man med de simple organer anvendt fx luftrør fra afdøde og fjernet alle celler fra dem, så de nye celler, dyrket fra patientens egne celler, kunne vokse på den gamle struktur. Udfordringen i forhold til mere komplekse organer er, at de har en kompliceret, tredimensionel struktur, hvor mange forskellige typer af celler skal være anbragt rigtigt i forhold til hinanden, for at organet kan udføre sin funktion. I nyren er der fx to meget komplicerede rørsystemer til henholdsvis blodet og urinen, og hvis de ikke "sidder rigtigt" i forhold til hinanden, og hvis ikke cellerne i de to rørsystemer sidder rigtigt, så fungerer nyren ikke. For at lave en nyre, er det altså ikke nok at kunne dyrke alle de forskellige former for celler, der indgår i nyren, man skal også kunne få dem til at sætte sig på den rigtige plads i forhold til hinanden. Dette problem er ikke løst, og vil måske tage mange år endnu at løse.

Det optimale scenario er, at celler, væv og organer kan dyrkes til syge mennesker ud fra deres egne celler, for så vil deres krop acceptere dem uden afstødning, som den vil gøre med fremmed væv. Måske kan nogle vævstyper dyrkes af voksenstamceller fra patientens krop, men de mest uspecialiserede celler har naturligvis det største udviklingspotentiale. Så hvis celler fra en patient kunne nulstilles til embryonal tilstand, og hvis man herefter kunne styre differentieringen af de inducerede stamceller i den rigtige retning, kunne man bruge dem til at behandle patienten. Dermed kunne man tage et stort spring fremad behandlingsmæssigt.

Dette mål har dog desværre vist sig vanskeligt at forfølge i praksis. Det skyldes både tekniske forhindringer og, hvor det gælder embryonale stamceller etiske overvejelser. For mange er det særdeles etisk problematisk at destruere menneskelige embryoner for at tage stamceller ud af dem.

Stamcelleforskning og etik

Der er overalt i verden tradition for at betragte mennesker som væsener, som har en særligt høj etisk status, og dermed krav på nogle hensyn, som dyr og andre organismer ikke har. Om man mener, denne særlige status også omfatter begyndende liv, befrugtede æg, embryoner (og fostre) er der derimod ikke samme enighed om. Her præsenteres meget kort to hovedsyn på, hvilken etisk status, menneskelige embryoner har. Disse hovedsyn fører til meget forskellige konklusioner i forhold til, om det er forkert at forske i dem (læs den mere udførlige gennemgang af positionerne i baggrundsteksten Må man anvende befrugtede æg til forskning). Der skelnes mellem to slags embryonale stamceller: Totipotente og pluripotente (beskrevet mere grundigt i afsnittet Stamceller kan bruges til sygdomsbehandling), fordi totipotente stamceller kan blive til børn af sig selv mens pluripotente stamceller ikke kan det.

Mennesker bliver til ved befrugtningen

Nogle mennesker tager udgangspunkt i en forestilling, som kan siges at stamme fra den kristne kulturarv, om at mennesket opstår ved befrugtningen. De mener derfor, man lige fra starten skal respektere og beskytte et befrugtet æg på samme måde, som et udviklet menneske. De argumenterer ofte med, at fra ægget er befrugtet, er det af sig selv på vej mod at blive et menneske. Siden der ikke er nogen oplagte tidspunkter, hvor man kan sige, at 'nu blev det et menneske', må det logiske være at sige, at det blev et menneske ved befrugtningen.

Hvis man har det udgangspunkt, betyder det, at det vil være lige så forkert at skille et befrugtet æg ad, for at tage stamcellerne ud af det, som det ville være at skille et udviklet menneske ad og tage alle dets organer ud. Begge dele er drab på et menneske, og dermed meget etisk forkert. Derfor er mange imod forskning på embryonale stamceller.
Det, der anses for at være forkert, er altså at skille embryonet ad og dermed ødelægge det. Det befrugtede æg er totipotent og kan ligesom embryonet blive til et barn af sig selv, derfor er det efter denne opfattelse meget forkert at destruere det. At forske på de pluripotente celler, embryonet indeholder, er derimod ikke forkert, for pluripotente celler kan ikke blive til mennesker af sig selv.

Kun bevidste individer er mennesker

Andre mener ikke, man kan sidestille embryoner med mennesker. Det, der gør, at mennesker har krav på respekt og beskyttelse, er, at vi har en højt udviklet bevidsthed. Når det er forkert at slå mennesker ihjel, er det fordi døden spiller en helt anden rolle i menneskers liv, end den formodes at gøre for væsener, der ikke i samme grad kan frygte døden, fordi de havde planer for deres fremtid. Men befrugtede æg, som kun består af nogle få ens celler, har ingen af de egenskaber, der gør mennesker bevidste, de er ikke på nogen relevant måde mennesker endnu.

Hvis man har det udgangspunkt, er det ikke forkert at destruere befrugtede æg, for en organisme, som ingen bevidsthed har, kan jo heller ikke frygte døden. Dog skal man være opmærksom på, at selvom det ikke i den forstand skader embryonet, så kan det måske skade os andre, hvis vi uden videre destruerer embryoner, som vi trods alt er vant til at tænke på som begyndende mennesker, og ikke behandler dem med nogen form for respekt. Det kan tænkes, at vi ved at behandle dem skødesløst fremmer en mere rå og følelseskold omgangsform, hvor det også kan blive mere accepteret at behandle mennesker skødesløst.

Derfor vil mange med denne indstilling mene, at vi kun bør ødelægge embryoner, hvis vi har gode grunde til at gøre det – og en rigtig god grund kunne være, at de embryonale stamceller kunne være med til at udvikle behandlinger til allerede eksisterende mennesker, der lider af alvorlige sygdomme. Menneskers interesser bør gå forud for såvel befrugtede æg/totipotente celler som pluripotente stamceller.

I etikinterviewet om stamceller kan du følge diskussionen mellem de to grundsynspunkter, Peter Øhrstrøm og Klemens Kappel repræsenterer. De mener begge, at man skal behandle embryoner med respekt, men de er ikke enige om, hvad det indebærer, fordi de er uenige om, hvilken status det befrugtede æg og embryonet har.

Endelig kunne man spørge, om hensynet til det befrugtede æg er det eneste hensyn, der skal tages, når man diskuterer stamcelleforskning. Hvis man ser det i en historisk sammenhæng, er det interessant at lægge mærke til, at man i tidligere debatter om parallelle spørgsmål, som for eksempel abort, ikke har argumenteret ud fra hensynet til det befrugtede ægs status, men mere ud fra hensynet til samfundets behov. Læs mere herom i baggrundsteksten Forskellige syn på befrugtede æg og fostre.

Revolutionerende opdagelser

Stamcelleforskningen har på mange måder revolutioneret vores viden om, hvad liv er. De mest overraskende opdagelser for lægfolk har måske at gøre med, at specialiserede celler kan afspecialiseres og føres helt tilbage til embryonal tilstand.

Indtil anden halvdel af sidste århundrede anså man cellernes specialisering for at være endegyldig. Når en celle først havde nået sit 'endemål', fuld specialisering, var der ikke mere at sige om den sag. Den sandhed begyndte forskerne at 'pille ved', og da det klonede får, Dolly, blev født i 1996, fik offentligheden indblik i den nye viden. Dolly var blevet til på en måde, ingen før havde troet muligt. Hun blev til ved en teknik, som kaldes kernetransplantation, hvor kernen fra en fuldt specialiseret celle fra hendes mors yver af en ægcelle var blevet ført helt tilbage til totipotent tilstand, hvor den blev i stand til at blive til et nyt individ, Dolly.

Dolly gav almindelige mennesker indblik i den forskning, der havde været undervejs i flere årtier. Hun viste, at pattedyrs liv ikke kun kan starte ved, at en ægcelle befrugtes af en sædcelle.

Siden er der gjort flere revolutionerende opdagelser af, hvor enkelt det kan være at 'nulstille' celler. Der er fremstillet inducerede pluripotente stamceller ved genetisk omprogrammering, og der er fremstillet en form for totipotente celler, som dog ikke er i stand at udvikle sig til børn af sig selv – de skal bruge en ægcelle til at styre deres udvikling (se afsnittet om stamceller og sygdomsbehandling).

De afspecialiserede, embryonale celler er rigtigt interessante for såvel grundforskningen, som for sygdomsbehandlingen. For hvis man kan afspecialisere en patients egne celler til embryonal tilstand, og derefter finde ud af, hvilke signaler, cellerne skal modtage for at blive til det væv eller det organ, en syg person mangler, kan man på sigt bruge det til at fremstille 'skræddersyet' reservevæv, som patientens immunforsvar ikke vil afstøde, ligesom det ville gøre med celler fra et andet menneske.

Det har vist sig vanskeligt at kernetransplantere menneskelige celler, og det er forbudt at klone mennesker i hele verden. Men forskerne er interesserede i at kernetransplantere menneskelige celler for at få adgang til embryonale stamceller fra bestemte personer. Dette lykkedes først for et amerikansk forskerhold i foråret 2013. De frembragte altså et menneskeligt embryon med det formål at forske i dets stamceller, og det er forbudt af etiske grunde i en række lande.

Lovgivning om stamceller

En række lande indført begrænsninger i forskning med embryonale stamceller.

I nogle lande, som Tyskland, Frankrig og Italien, er forskning, der indebærer, at embryoner destrueres, forbudt. Det samme gælder USA, dog således at skatteydernes penge ikke må bruges til forskningen, men der er ingen restriktioner for firmaer, der selv finansierer aktiviteterne (derfor kunne forskningen, som nævnes ovenfor, hvor et amerikansk forskerhold har frembragt menneskelige embryoner ved hjælp af kernetransplantation, lade sig gøre – det er sket for private penge).

Danmark ligger sammen med bl.a. Finland og Portugal i en midtergruppe; her må man udtage stamceller fra embryoner, dog kun fra embryoner, der er til overs fra behandlinger med kunstig befrugtning, og som derfor under alle omstændigheder skulle have været smidt ud. Betingelsen er dog, at det befrugtede æg kun holdes i live i op til 14 dage, og at formålet med forskningen er at opnå ny viden, som vil kunne forbedre mulighederne for behandling af sygdomme hos mennesker. Man må ikke frembringe embryoner med det formål at lave stamceller til forskning og behandling.

Endelig er lande som Storbritannien og Sverige mere liberale. Her må man forske i embryoner, også de der er frembragt i reagensglas, eller fremstillet ved kernetransplantation med forskning for øje (se en oversigt over lovgivningen i Europa).

Den store udfordring

Stamcelleforskningen rejser altså nogle etiske diskussioner, som har ført til lovgivningsmæssige begrænsninger. Men der er også nogle store forskningsmæssige udfordringer, som skal løses, før målet om at kunne bruge stamceller i sygdomsbehandlingen i større stil. Man kan sige, at indtil nu har udviklingen vist, at stamceller er overraskende lette at frembringe, men organer er meget vanskelige at generere. Forskningen har også vendt op og ned på vores forestillinger om, hvad liv er og hvornår det opstår – og om det overhovedet opstår, eller om det, som mange biologer vil hævde, opstod for 3-4 mia år siden, og siden da ikke er opstået, men kun videreført.

ET MULIGT FREMTIDSSCENARIUM

Når en person begynder at blive syg, fx med begyndende hjertesvigt, tager man en enkelt af hans celler og nulstiller den til embryonal tilstand.
Når man har fået tilstrækkeligt mange celler, tilsætter man de rette differentieringsfaktorer, og får cellerne til at begynde at udvikle sig i retning af hjertemuskelceller. Disse forstadier til hjertemuskelceller overfører man så til et skelet lavet af et bionedbrydeligt materiale.

Cellerne vokser og differentierer sig og erstatter efter-hånden formen. Ved at tilsætte andre differentieringsfaktorer – og måske begynde at stimulere det nydannede hjerte elektrisk – håber man til slut at få et bankende hjerte, som er lige klar til transplantation.

KERNETRANSPLANTATION

Fåret Dolly blev til ved at en fuldt specialiseret celle blev sat ind i en ægcelle, som var tømt for sin egen arvemasse. Ægcellen troede den var blevet befrugtet (hvilket den også var; blot med en kropscelle i stedet for med en sædcelle) og begyndte på celledelingerne og anlagde et embryo, som efter overførsel til livmoderen udviklede sig til Dolly.

Læs mere om kloning

ABORTMODSTANDERE FÅR KOLD SKULDER I BRUXELLES

Læs i en notits fra Ritzaus Bureau om, hvordan EU-Kommissionen har nedstemt et ønske om en stramning af de gældende regler for forskning i stamceller:

Abortmodstandere får kold skulder i Bruxelles (notits bragt i Børsen, 28. maj 2014)

Stamceller kan bruges til sygdomsbehandling

Kroppens evne til at forny væv, hvis vi fx kommer til skade, beror på, at vi har depoter af stamceller. Stamcellerne kan dog kun reparere mindre skader i kroppen og derfor forsker man i at frembringe stamceller, der kan supplere vores medfødte evner til regeneration.

Visse alvorlige sygdomme opstår som følge af, at mange celler i et bestemt væv dør, og kroppens evne til at erstatte de døde celler er utilstrækkelig. Det gælder fx Parkinson's sygdom, hvor dopamin producerende nerveceller i hjerneregionen substantia nigra dør; diabetes type 1, hvor insulinproducerende beta-celler i bugspytkirtlen dør; eller hos patienter, hvis hjerteklapper er ødelagte som følge af fx betændelse. Og tænk hvis nyrepatienten kunne gro en ny nyre; eller hvis soldaten, der mistede sin arm i krig, kunne gro en ny – man ved fx, at visse salamandre kan regenerere tabte lemmer. Hos mennesker findes evnen til at lave nye lemmer foreløbig kun ét sted – nemlig hos fostre. Så måske rummer fosteret svaret på gåden om den menneskelige regeneration?

De fleste af vores celler kan ikke dele sig og blive til flere. Kroppens evne til at forny væv, fx hvis vi kommer til skade, beror på, at vi har depoter af stamceller. Men stamcellerne kan kun reparere mindre skader i kroppen. Derfor forsker man i at fremskaffe stamceller, der kan supplere vores medfødte evner til regeneration.

Kroppens stamceller er delvist specialiserede og kaldes voksenstamceller. Stamcelleforskerne har derudover isoleret uspecialiserede embryonale stamceller fra befrugtede æg. Der forskes i at dyrke stamcellerne til reservevæv og organer, helst af patientens egne celler, så de ikke bliver afstødt af vedkommendes immunforsvar.

Spørgsmål: Hvorfor tror du, at det er vigtigt, at ikke alle celler ligesom stamcellerne har en evne til at dele sig? Hvorfor er alle vores celler ikke bare stamceller – ville det ikke være en stor fordel i og med at det ville gøre os bedre til at "reparere" os selv, når vi blev skadet? Læs svaret længere nede i teksten.

Voksenstamceller

Voksenstamceller er betegnelse for udifferentierede somatiske stamceller, som kan selv-fornye sig og differentiere til celletyper fra det givne organ. Kroppen bruger voksenstamcellerne til at vedligeholde og regenerere skadet væv. Voksenstamceller findes i navlestrengsblod hos nyfødte, i fostervæv og i mindre populationer i stort set alle organer, knoglemarv, rygmarv, skeletmuskulatur, hud og tarmsystem i det voksne individ. Voksenstamceller kan være multipotente, hvilket betyder, at de kan differentieres til et mindre udvalg af vævsspecifikke celletyper; det gælder fx blodstamcellerne i knoglemarven, der både udvikler sig til røde og hvide blodceller. Oftest er de dog unipotente og kan kun blive til én bestemt celletype; fx kan hudstamceller kun give ophav til hudceller og muskelstamceller (såkaldte myoblaster) kan kun blive til muskelceller.

Behandling med voksenstamceller

Voksenstamceller har mange begrænsninger. De er vanskelige at dyrke i laboratoriet, da de let differentierer spontant. Hvis de differentierer, mister de evnen til at forny sig. De er svære at identificere og isolere fra vævets øvrige celler. De findes kun i et begrænset antal – fx er kun cirka én ud af 10.000 celler, man tager fra en donors knoglemarv en brugbar stamcelle. Og i nogle væv, såsom i hjernens nervevæv, er stamceller endnu mere sjældne; indtil for nylig troede man af denne grund, at der fx slet ikke findes stamceller i hjernen.
Der skal samtidig være tale om en donor, hvis væv "matcher" modtagerens væv – det vil sige, de transplanterede celler må ikke blive afstødt af modtagerens immunforsvar. Og det er ikke alle celletyper, man kan skaffe brugbare stamceller til. Selvom der findes gode, velafprøvede terapier med voksenstamceller, er tilgængeligheden og behandlingspotentialet altså begrænset.

Embryonale stamceller (ES-celler)

Den anden stamcelletype, de embryonale, kender man fra det befrugtede æg (embryonet) som de helt uspecialiserede celler, der kan blive til at alle kroppens celletyper. Men de seneste års forskning har vist, at der er flere typer embryonale stamceller:

Totipotente stamceller: Når et æg bliver befrugtet, starter det på at udvikle sig ved celledelinger. I løbet af de første 4 dage deler det sig til 2, til 4 og til 8 celler. Disse celler minder alle meget om det oprindelige befrugtede æg, og ligesom det kan de hver især blive til et barn af sig selv, hvis de placeres i en livmoder. Det sker nogle gange, at ægget deler sig på dette stadie. De enkelte celler bliver da hver især til børn, så man får tvillinger, trillinger eller firlinger, der alle har samme genetiske arvemasse. Stamceller, der kan blive til en organisme af sig selv, er totipotente. De totipotente stamceller i det befrugtede æg kan ikke i laboratoriet bevare deres evne til at danne et barn af sig selv, og de vil formentlig ikke få stor forskningsmæssig betydning.

Plutipotente stamceller: Når det befrugtede æg har udviklet sig og delt sig gennem en uges tid, danner det en lille klump af uspecialiserede celler, som senere vil udvikle sig til selve fosteret. Disse celler har evnen til at blive til alle kroppens celler. Denne egenskab kaldes pluripotens og er forskellig fra totipotens, derved at pluripotente stamceller ikke kan udvikle sig til et barn, hvis de placeres i en livmoder. De kan nemlig ikke danne fosterhinder og moderkage, og de kan ikke organisere hele den byggeplan, et barn gradvist bygges op efter.

Det er de pluripotente stamceller, som bruges i embryonal stamcelleforskning. I 1998 lykkedes det nemlig for første gang at tage sådanne stamceller ud af menneskelige embryoner og holde dem i live i laboratoriet. Her har de en egenskab, der er meget gavnlig set fra et behandlingsperspektiv: De kan dele sig i det uendelige uden at forandre sig, hvilket gør det teknisk muligt at opformere en enkelt embryonal stamcelle til flere tusinde ens stamceller.

Ved etablering af en embryonal stamcellelinie udtages de embryonale stamceller fra blastocystens indre cellemasse og overføres til en laboratorieskål, hvor de under de rette vækstbetingelser vil begynde at dele sig. Efter cirka en uge har de dannet en egentlig cellekoloni af ens embryonale stamceller. Herefter kan man i princippet få cellerne til at dele sig i det uendelige og nedfryse og optø dem efter behov.

De fleste embryonale stamcellelinier er etablerede fra embryoner, som er til overs fra kunstig be-frugtning. Det vil sige, at væv dyrket fra dem ikke nødvendigvis vil være forligeligt med modtagerens væv, og derfor vil det være nødvendigt for vedkommende at tage immunsuppressive medikamenter for at de transplanterede celler ikke bliver afstødt af modtagerens immunforsvar. Hvis man derimod kunne bruge celler fra patienten selv, afspecialisere dem og derefter specialisere dem mod den vævstype eller måske det organ, patienten mangler – ville disse celler have vedkommendes egen genetiske sammensætning, så hans krop uden videre ville acceptere dem.

Afspecialisering af celler

Som nævnt er kroppens voksenstamceller langt mere specialiserede end ES-cellerne, da de gradvis er differentierede mod specifikke celletyper – en udvikling, der normalt ikke kan "spoles tilbage". Og dog sker det helt rutinemæssigt i mennesker, at celler spoles helt tilbage, nemlig når vi danner kønsceller, der kan give ophav til et helt nyt menneske; et menneske hvis celler endnu ikke er præget af den ælde, man kan spore i resten af kroppen somatiske celler. Det skal dog med, at netop disse celler holdes i en relativt uspecialiseret tilstand under fosterudviklingen.

Det er denne tilbagespolingsproces, forskerne er på jagt efter, for hvis man kunne spole almindelige celler tilbage til et stamcellestadie, ville man i princippet have skabt adgang til en uudtømmelig kilde af stamceller, som er vævsforligelige med patientens organisme, og samtidig undgå de etiske indvendinger, der knytter sig til destruktionen af embryoner.

Det vakte stor opsigt, da det endelig lykkedes i 1996, hvor fåret Dolly blev født og dermed viste offentligheden, at en specialiseret somatisk celle ved hjælp af kernetransplantation kan spoles tilbage til totipotent tilstand i en ægcelle. Vejen til succes var imidlertid lang, og helt frem til opdagelsen var man i tvivl om, hvor langt man ville kunne nå – om hvor plastiske voksenceller og voksen-stamceller egentlig er. Der er nemlig oplagte grunde til, at cellerne i vores krop mangler plasticitet, dvs. er svære at spole tilbage. Det ville naturligvis være til stor ulempe, hvis det for ofte skete, at kroppens celler spontant dannede andre celletyper i et givet væv – tænk hvis der fx opstod muskelceller i hjernen eller leverceller i huden. Den manglende plasticitet, som udgør en barriere i stamcelleforskningen, kan med andre ord siges at være afgørende for den orden, der skal være i vores kroppe. Men 10 år efter Dollys fødsel kom et nyt gennembrud, som vakte næsten lige så stor opmærksomhed:

Induceret pluripotente stamceller (iPS-celler)

I 2006 revolutionerede den japanske forsker Shinya Yamanakas forskerhold endnu engang synet på cellers plasticitet, da de fik bindevævsceller fra "voksne" mus til at afspecialisere sig til pluripotente celler på en uventet enkel måde (se grafik neden for). De tog en lang række forskellige gener, man ved, er særligt aktive i stamceller, og indsatte dem i forskellige kombinationer i tændt form i bindevævscellerne. På den måde fandt forskerne frem til, at kun fire "stamcelle-gener" var nødvendige for at få cellerne til at afspecialisere sig og blive pluripotente. Siden er det blevet vist, at samme procedure kan bruges på menneskelige bindevævsceller. Inducerede pluripotente stamceller (iPSCer) kan udvikle sig til alle celler i det udvoksede individs krop, men de kan ikke danne fosterhinder og moderkage og derfor ikke udvikle sig til et individ af sig selv. Derfor er de ikke totipotente, som de kernetransplanterede celler, men minder snarere om pluripotente embryonale stamceller.

Yamanakas' procedure er dog også behæftet med problemer. I de omtalte forsøg udvikler kun under en promille af cellerne sig til iPS-celler, uden at man helt forstår hvorfor. Et andet problem er, at de stam-gener, man indsætter, også er aktive i kræftceller – de er såkaldte oncogener. Med andre ord: Hvis deres aktivitet ikke kan styres, kan en stamcellebehandling give ophav til kræftsvulster. Nogle forskere har forsøgt at mindske risikoen for dette ved at gå væk fra virus og i stedet indsætte stam-generne i plasmider – cirkelformede stykker DNA, der ikke indsætter sig i cellens eget arvemateriale og dermed er permanente i cellerne, men derimod fortyndes og nedbrydes, når de har udspillet deres rolle. Tiden vil vise, om man i de kommende år vil kunne forfine udviklingen af iPS-celler så meget, at de får en væsentlig rolle at spille i sygdomsbehandling.

I Poul Hyttels forsøg omdannes bindevævsceller fra en patient med en neurogenerativ sygdom til iPS-celler og dyrkes til nerveceller til patienten (illustration Peter Waldorph).

Kan voksenstamceller gøres totipotente?

I stamcelleforskningen interesserer man sig også for, om stamceller kan spoles helt tilbage, så de nulstilles ligesom et befrugtet æg, der er totipotent. Forskning i totipotens kan give en dybere forståelse af, hvordan celler, og dermed liv i det hele taget, grundlæggende fungerer. Specifikt kan man ikke mindst lære noget om, hvordan reproduktionen virker, og det kan måske på sigt fx hjælpe barnløse. Et af de spørgsmål, der optager forskerne mest, er netop, hvad det er for betingelser, der er til stede i det befrugtede æg, som gør, at noget så komplekst som udviklingen af et foster lader sig gøre – tydeligvis en evne som cellerne meget hurtigt efter befrugtningen mister. En helt oplagt måde at afprøve de teorier, man har om dette, er at se, om man kan genskabe de forhold, der er i et befrugtet æg, og få en almindelig celle til at udvikle sig til et fosteranlæg.

Derfor var det spændende nyt, da det i 2013 lykkedes forskere ved Københavns Universitet at frembringe totipotente celler ud fra embryonale stamceller, dvs. celler fra blastocystens indre cellemasse, der normalt regnes som pluripotente (Morgani et al. 2013). Når man dyrker pluripotente celler, og ikke ønsker, at de skal differentiere sig, tilsætter man forskellige stoffer, der undertrykker den spontane differentiering og fremmer cellernes deling. De pluripotente celler, forskerne brugte, var dyrket i et medium med to stoffer, der undertrykker cellernes evne til at reagere på signalstoffer, der fortæller cellen, at den skal differentiere sig. Men forskerne opdagede, at nogle af de gener, der er aktive i celler, der bliver til fosterhinder osv., stadig var aktive i de pluripotente stamceller, der var dyrket på denne måde. De fandt samtidig ud af, at et bestemt protein, der også spiller en rolle for embryonets evne til at sætte sig fast i livmoderen, kunne fremme væksten af netop disse celler. Forskerne kunne med andre ord vise, at man ved at dyrke celler fra fosteranlæggets indre cellemasse med tilstedeværelse af bestemte stoffer kunne få cellerne til at opføre sig som totipotente celler. Om det skyldes, at cellerne er blevet "spolet tilbage" eller om pluripotente celler faktisk i udgangspunktet rummer celler, der har bevaret titopotensen, står endnu ikke klart.

Nu skulle man tro, at man havde opklaret mysteriet om, hvad der foregår i det befrugtede æg. Det viste sig imidlertid, at selvom cellerne var totipotente, kunne de ikke udvikle sig til et foster uden hjælp. De kunne nemlig ikke organisere hele den byggeplan, et barn gradvist bygges op efter. Det embryon, der opstod, var "i uorden" – en orden der ser ud til kun at kunne undgås ved at indsætte en kerne i en ægcelle, der er tømt for sit eget indhold, som tilfældet er med kloning ved hjælp af kernetransplantation. Det lader altså til, at ægget hjælper den totipotente celle med fx at finde ud af, hvor de specialiserede celler skal placeres, efterhånden som celledelingen sker, for at fosterudviklingen kan foregå på den rigtige måde.

Den nævnte forskning viser, at det ikke er usandsynligt, at man en dag vil kunne nulstille kropsceller til totipotente celler, der kan udvikle sig til et foster, uden at bruge kernetransplantation. Om det vil lykkes, må tiden vise.

Specialisering af stamceller

Som nævnt egner hverken totipotente eller pluripotente stamceller sig til direkte at blive brugt som erstatning for ødelagt væv pga. risikoen for udvikling af kræft. Cellerne skal derimod differentieres først, hvis de skal opføre sig nogenlunde forudsigeligt. I den seneste tid er forskerne blevet mere og mere bekendt med, hvilke signaler der er nødvendige for, at få stamceller til at differentiere i bestemte retninger mod specifikke celletyper og væv. Dog har forskerne stadig meget at lære om signalerne, der er nødvendige for naturlig forsterudvikling.
Reprogrammering af somatiske celler

Tidligere dyrkedes embryonale stamcelle- og iPSC-kulturer sammen med en særlig form for musebindevævsceller. Bindevævscellerne kaldes feeder-celler, fordi de danner en række proteiner, som får stamcellerne til at vokse uden at differentiere. I dag er det lykkedes at identificere, hvilke signaler, som er nødvendige for, at stamcellerne bevarer deres identitet. Stamceller kan derfor i dag dyrkes i laboratoriet uden de såkaldte feeder-celler, hvilket har gjort kultiveringen mere simpel.

I dag findes der mange protokoller, som benyttes til at differentiere stamceller mod celletyper fra forskellige væv. Disse protokoller blev i høj grad udviklet ud fra et 'trial and error'-princip, som det også kan læses af interviewet med stamcelleforskeren Moustapha Kassem. Typisk søger forskerne at identificere de gener, der er ansvarlige for, at en given celledifferentieringen igangsættes, og de vækstfaktorer, der er afgørende for, at de identificerede gener aktiveres. Disse indledende undersøgelser foregår typisk på forsøgsdyr som for eksempel mus. Derefter tilføres de humane stamceller forskellige koncentrationer og kombinationer af de tilsvarende humane vækstfaktorer, indtil man rammer den kombination, der får stamcellerne til at udvikle sig i den ønskede retning. Dette er et langsommeligt og tidskrævende arbejde, der kan tage flere år – hvis det overhovedet lykkes. Når man til sidst har etableret en protokol for det første differentieringstrin, gentager man proceduren for at få cellerne til at videreudvikles mod den ønskede celletype.

Et af de store satsningsområder inden for stamcelleforskningen retter sig mod behandling af type 1 diabetes. Man har i dag behandlet nogle type 1 diabetespatienter med insulinproducerende celler fra donorer. Men sammenholdt med behovet er antallet af donorer lavt, og patienterne må medicineres for ikke at afstøde cellerne. Forsøgene har imidlertid vist, at det kan lade sig gøre at regulere patienters blodsukker ved hjælp af celleterapi, og man håber derfor på, at man ved hjælp af iPS celler kan behandle et langt større antal patienter.

De embryonale stamceller skal imidlertid igennem fire differentieringstrin, før de insulinproducerende ß-celler er dannet. Først skal cellerne specifikt differentieres til endoderme stamceller, der blandt andet giver ophav til lunger, mave, bugspytkirtel, lever og tyndtarm. Dernæst skal den videre udvikling kontrolleres, så der specifikt først dannes bugspytkirtelceller og ikke for eksempel leverceller og derefter endokrine celler også kendt som Langerhanske øer. Til sidst skal cellerne modnes, så der dannes ß-celler.

Udvalgte cellers udviklingsvej og specialisering. I yderste led er cellerne fuldt specialiserede, men indeholder også uni- og i nogle tilfælde multipotente stamceller, der muliggør regenerering og fornyelse af væv. De tidligere specialiseringer foregår i den tidlige fosterudvikling (illustration: Peter Waldorph).

Forskerne har i dag en god idé om, hvilke gener der styrer udviklingen fra embryonale stamceller til ß-celler, men har ikke afklaret hvilke faktorer, der aktiverer de forskellige gener. Således er det stadig kun lykkedes dem at kontrollere det første differentieringstrin.

Der er altså langt fra det leje, hvor forskerne befinder sig nu, til at man egentlig kan kontrollere stamcellers udvikling til ß-celler – og dermed også langt til, at stamceller for alvor kan bruges idiabetes 1 behandlingsøjemed.

Stamcelleforskningens udfordringer

Den helt store udfordring for stamcelleforskningen er altså at få cellerne til at specialisere sig til de ønskede celletyper.

I praksis har det vist sig at være sværere end først antaget at styre cellernes specialisering. Der mangler stadig megen grundforskning, før forskerne forstår de processer, som får celler til at specialisere sig – og forstår dem godt nok til fuldt ud at kunne kontrollere celleudviklingen. For at udvikle komplekse organer skal de uspecialiserede celler have mange påvirkninger på de rigtige tidspunkter, det har vist sig at være en meget kompliceret proces.

Cellespecialisering i en værtsorganisme

For at komme udenom problemerne med at få styr på alle de signaler, der skal få cellerne til at differentiere in vitro, har et japansk forskerhold ledet af Hiromitsu Nakauchis i 2013 rapporteret om deres eksperimenter med at foretage differentieringen i en organisme, som kan overtage styringen af celledifferentieringen. Som 'værter' for dyrkelsen af organer anvender Nakauchi kimærer, altså blandinger af flere individer på celleniveau. Da biologien hos de fleste organismer på celleniveau har meget omfattende ligheder, kan man blande celler fra én art med celler fra en anden, og det bruges en del i forskningen.

Japanerne fremstillede i første omgang et museembryon, som var genetisk modificeret, så det ikke kunne udvikle en bugspytkirtel. Så tilsatte de embryonale rotteceller til museembryonets indre cellemasse. Ud af det kom en kimære, hvis organisme bestod af såvel muse- som rotteceller – dog bestod dens bugspytkirtel kun af rotteceller. Siden har forskerne gentaget forsøget på store pattedyr (grise). De fremstillede et genetisk modificeret griseembryon, som ikke kan udvikle bugspytkirtlen, og tilsatte donor celler fra anden gris. Ud af det kom en grisekimære, med en velfungerende bugspytkirtel, som kun bestod af celler med donorgrisens genom. Det giver håb om, at man også vil kunne fremstille menneskelige reserveorganer i grise.

Der er dog stadig et uløst problem i forhold til at overføre organer fra dyr – eller dyrekimærer – til mennesker, nemlig at man ikke har løst problemet med, at organet vil kunne overføre dyresygdomme til mennesket, hvilket potentielt vil kunne give anledning til epidemier med sygdomme, menneskers immunsystemer ikke kan klare, som vi så det med HIV. Desuden kan der opstå immunologiske problemer med afstødning af organet hos modtageren.

Behandling med voksenstamceller

Behandling med voksenstamceller har fundet sted i mange år. Det foregår typisk ved, at en mindre population af stamceller – enten fra patienten selv eller en donor – isoleres og dyrkes i laboratoriet. Cellerne bliver derefter sprøjtet ind i blodet eller transplanteret til et vævsspecifikt område, hvor de begynder at dele sig og dermed erstatter de celler, som patienten mangler.

Bindevævsceller gør vores hud smidig

Bindevævsceller findes overalt i vores hud, hvor de fx danner de elastiske fibre elastin og collagen, som gør vores hud smidig. De kunne altså udgøre en ret tilgængelig kilde af celler med sigte på at fremstille vævs-matchende stamceller forud for transplantation til det område af kroppen, hvor vævet er nedbrudt.

Forskerinterview om iPS-celler

Poul Hyttel er professor ved Københavns Universitet og forsker i stamceller. I videoen fortæller han om, hvordan man kan udtage en hudprøve fra en patient med arvelig demens, afspecialisere hudens bindevævsceller til iPS-celler – dvs. "spole dem tilbage" til et stadium så de minder om celler i det tidlige embryon – korrigere iPS-cellerne for den arvelige fejl og derefter specialisere dem til neurale celler, som kan injiceres tilbage ind i patientens hjerne.

Bemærk! Dette indhold kræver cookies for at blive vist korrekt.
Læs mere om cookies

iPS celler giver nyt håb om "reservedele" til mennesker

Stamcelleforsker Poul Hyttel giver sit bud på, hvad udviklingen af iPS-celler vil gøre for behandlingen af sygdom hos mennesker inden for de næste 10-20 år, og hvilke forskningsmæssige udfordringer, der venter.

iPS-cellerne har en fantastisk styrke i forhold til behandling, fordi de er lavet ud fra den enkelte patient og kan puttes tilbage i patienten igen, uden at man behøver være særligt bange for immunologiske reaktioner osv.: Det er celler, der passer til patienten.

I øjeblikket er man kommet så langt, at man har taget de første iPS-celler i brug til at behandle mennesker med. Man forsøger at behandle mennesker med en særlig form for arvelig blindhed.

Man differentierer iPS-cellerne til særlige synsceller i øjet og putter dem ind i øjnene på folk, der har den her arvelige form for blindhed. Det er det første forsøg overhovedet, der bliver lavet med behandling af mennesker af celler, der kommer fra iPS-celler.

iPS-cellerne kan jo blive til alle kroppens forskellige celletyper; så der er ingen tvivl om, at hvis det her forsøg går godt, og hvis der ikke viser sig væsentlige negative konsekvenser af forsøget, så vil vi i kølvandet på det her forsøg se en række andre anvendelser. Det kan nerveceller, som kan sættes ind i hjernen på folk, der f.eks. har Parkinsons Syge eller i mennesker, der har ødelagt rygmarven; eller bruskceller, man sætter ind i et led, fx på slidgigtpatienter; det kan være leverceller, man sætter ind i folk, som har leversygdomme. Og det kan ikke mindst være hormon-producerende celler, fx de insulinproducerende celler i bugspytkirtlen, som sukkersygepatienter mister. Jeg tror, der kommer en række behandlinger i kølvandet på de forsøg, vi ser nu. Måske vil man også kunne dyrke hele organer en dag.

Så nu hvor iPS-cellerne er opdaget, er vejen faktisk banet for udviklingen af behandlinger for mange sygdomme, der ikke kan behandles i dag?

Vi er i hvert fald rykket et stort skridt tættere på. Men der er ingen tvivl om, at det samtidig vil udfordre vores evne til at lave de her forskellige reservecelletyper ud fra de pluripotente stamceller. Og det er ikke så let altid, fordi det at kunne lave de specialiserede celler kræver, at man ved meget om de signalstoffer, som styrer deres udvikling i det lille fosteranlæg. Hvis man kan efterligne det, der sker i fosteret, og lave en insulinproducerende celle, skal man vide en masse om, hvordan de insulinproducerede celler i fosteret bliver til. Så der skal udvikles meget forskning, hvis man skal kunne differentiere cellerne tilstrækkelig præcist, så de fungerer som de skal. 10 år i denne her forskning går meget stærkt, men jeg tror, vi vil se de første brugbare behandlinger.

Vi ved også, at der er nogle risici forbundet med iPS-celler, og det kan vende billedet fuldstændigt. Det er vigtigt, at man, når man putter dem tilbage i kroppen, kan styre dem i den retning, man ønsker. De skal kun blive til de celler, man ønsker, de skal ikke blive til alt muligt andet.

De første IPS-celler, man lavede, var omprogrammeret ved hjælp af stamcellegener, man satte ind i cellerne med viruspartikler. Man brugte altså virus til at overføre stamcellegenerne til kroppens celler. Når man gør det, sætter stamgenerne sig ind i kromosomerne; de bliver med andre ord indbygget i modtagerens egne kromosomer, og findes derfor i alle de celler, som udvikler sig fra den oprindelige iPS-celle. Stamgener er gener, som er tæt relateret til cancergener, så hvis de ved en fejl aktiveres kan patienten udvikle kræft. Samtidig betyder brugen af virus, at man ikke ved, hvor i arvemassen genet splejses ind; de kan ende et sted, hvor man har dårlig kontrol over, om de kommer til udtryk på et eller andet uheldigt tidspunkt senere i livet.

Så sådan nogle IPS-celler er ikke sikre til behandling. Derfor er der blevet arbejdet hårdt på at lave IPS-celler, som er omprogrammeret på andre måder end ved at sætte stamceller ind i kromosomerne med viruspartikler. Det, vi arbejder med i vores laboratorium, er så at sige en mere nænsom omprogrammering.

Vi bruger plasmider, hvori der er pakket 6 stamcellegener. De kommer ind i cellerne, har en kortvarig effekt i cellerne på et par uger, så nedbrydes de, og så er cellerne omprogrammeret til IPS-celler, men de er ikke ændret, hvad angår deres kromosomer, der er ikke sat nye gener ind i dem, så de er meget mere sikre end den allerførste type af IPS-celler, der blev lavet.

Du sagde, at der også var nogle risici forbundet med den efterfølgende specialisering af iPS-cellerne?

Ja, det andet det er så, at når man begynder at specialisere cellerne, differentiere dem til de forskellige reserveceller, man gerne vil bruge, så skal man ligesom have fundet balancen med, hvor langt man skubber cellerne hen i retning af at blive til de celler, der skal sættes ind i kroppen igen. Skubber man cellerne helt hen til de er færdigudviklede, kan det være svært at få dem ind og integrere sig blandt de andre celler, de skal ind hos i kroppen. Det bedste er faktisk at specialisere cellerne så langt, at de bliver til en form for programmerede celler, som er klar til at foretage det sidste skridt i deres differentiering og specialisering, når de kommer ind i kroppen. Den balance skal også findes for at få sikre celler ind i kroppen, så de bliver til det, de skal være i kroppen, og ligesom indtage den funktion, de skal have i kroppen.

Et andet muligt problem er, at selv om de her iPS-celler de er lavet ud fra celler fra den enkelte patient, har det vist sig i forsøg på mus, at omprogrammeringen godt kan ændre cellernes immunologiske egenskaber en smule. Så man kan faktisk ikke udelukke, at der kan komme immunologiske reaktioner fra kroppen imod de celler, man sætter ind i kroppen igen – selv om de kommer fra patienten selv!

Tiden må vise, om der opstår andre uforudsete problemer.

Reprogrammering af somatiske celler

Siden Yamanakas forskerhold opdagede, at det var muligt at reprogrammere somatiske celler til inducerede pluripotente stamceller (iPSC'er), ved at overudtrykke kun fire pluripotensgener, er der blevet forsket intensivt i at forbedre metoden og ikke mindst dens effektivitet.

Forskere benytter sig i stor udstrækning af virale vektorer, når nyt DNA skal introduceres i celler, da metoden er enormt effektiv. Virale vektorer sørger for at integrere de medbragte gener på cellens genom og opretholder et stabilt udtryk. Brugen af virus til reprogrammering var derfor også det første valg. Det viste sig dog hurtigt, at den tilbageværende aktivitet af de integrerede pluripotensgener betød, at cellernes differentieringskapacitet var nedsat, og at de ved transplantation ofte udviklede tumorer i kimære dyr (Okita et al. 2007).
Man søgte derfor at finde nye metoder til reprogrammering. I stedet for virus lykkedes det forskerne at benytte pladsmider, som er små cirkelformede stykker af DNA. Fordelen ved at benytte plasmider frem for virus er, at de medbragte gener kun i begrænset grad integreres på cellernes genom. Ligeledes bliver plasmiderne nedbrudt og forsvinder i takt med cellernes deling. Hver gang cellen deler sig bliver den oprindelige mængde af plasmider i cellerne halveret indtil de ikke længere er tilstede. Man opnår derved et midlertidigt udtryk af pluripotensgenerne. På trods af den klare fordel ved plasmider var det kun muligt at opnå en reprogrammeringseffektivitet på 0,001%, mens effektiviteten for virus var 0,1-1% (Stadtfeld et al. 2010). Man mener, at årsagen til den lave effektivitet er, at kun få celler er modtagelige for reprogrammering, og at pluripotensgenerne ikke altid udtrykkes længe nok ved brug af pladsmider. Ydermere går mange celler til ved elektroporation (se neden for), og cellernes optagelse af pladsmiderne er ikke altid lige effektiv.

I Poul Hyttels laboratorium benyttes en metode, hvor tre plasmider transfekteres ind i hudceller (fibroblaster) ved hjælp af elektroporation. Dvs. at cellerne udsættes for en elektrisk spænding, der får fosfolipiderne i cellemembranen til at danne små porer, som pladsmiderne kan optages igennem. Metoden er på sin vis effektiv, selvom en stor del af cellerne får ødelagt deres membraner og går til.
Plasmiderne, der benyttes til reprogrammering af fibroblaster, indeholder pluripotensgener, der koder for transkriptionsfaktorer samt et microRNA og et short hairpin RNA (Okita et al. 2011). Transkriptionsfaktorer er små proteiner der binder til specifikke regioner på cellens genom og regulerer transkriptionen af bestemte gener. Man har tidligere fundet ud af at fx fibroblaster udtrykker specifikke transkriptionsfaktorer, der sørger for at opretholde celletype og cellespecifikke funktioner. Hvis man kunstigt udtrykker transkriptionsfaktoren MyoD fra muskelceller, vil fibroblasterne begynde at opføre sig som muskelceller og eksempelvis producere myofibre (muskelfibre) (Davis et al. 1987). Dette giver mulighed for kunstigt at ændre celletype. Transkriptionsfaktorene OCT3/4, SOX2, KLF4, og L-MYC er alle udtrykt i embryonale stamceller, og er med til at aktivere de gener, der opretholder pluripotens og selvfornyelse i cellerne.

Når plasmiderne bliver transfekteret ind i fibroblaster, begynder cellernes maskineri at producere transkriptionsfaktorer fra de medbragte gener, og herved reprogrammeres cellerne til stamceller. Udover de fire transkriptionsfaktorer koder plasmiderne også for et gen, der har betydning for cellernes selvfornyelse. Ligeledes bærer det ene pladsmid et short hairpin RNA, som begrænser produktionen af p53 i cellerne, og derved forbedrer reprogrammerings-effektiviteten (Marión et al. 2009). I celler fungerer proteinet p53 som en tumor suppressor, som forhindrer celler i at dele sig, hvis de har pådraget sig skader på DNAet, eller hvis deres telomere er for korte. p53 er derfor med til at forhindre, at skadede celler udvikler sig til cancerceller og danner tumorer. p53 udgør altså en barriere for reprogrammeringen af somatiske celler.

Figur 1. iPSC-koloni. © Hjalte Martin Larsen.

Når fibroblasterne er blevet reprogrammeret til iPSCer i laboratoriet, gennemgår de en lang række tests for at undersøge, om de er gode stamceller. Man tester fx for, hvorvidt pluripotens-generne ved en fejl spontant har integreret sig i genomet, hvorvidt de naturligt udtrykker stamcellemarkører, og om cellerne har potentialet til at differentiere til de tre forskellige kernelag, endoderm, mesoderm, og ectoderm. Disse karakteriseringer er baseret på de egenskaber, man kender fra embryonale stamceller. Først når cellerne er blevet grundigt undersøgt, og har undergået de nødvendige kvalitetstjek, kan de bruges til differentiering og videre arbejde i laboratoriet.

Ordliste

Plasmider: Cirkulære stykker af DNA, som kan benyttes som genetisk vektor til at introducere nye gener i celler. Plasmider findes naturligt i bakterier, der er i stand til at udveksle disse ekstra-gener med hinanden og dermed opnå nye egenskaber. Men der er altså ikke noget i vejen for at de også kan virke i eurkaryote celler – de vil dog normalt ikke blive kopieret sammen med de øvrige kromosomer under mitosen. Se mere om brugen af plasmider i case om genmodifikation af planter.

Kimære dyr: Dyr der indeholder celler med forskellig genetisk baggrund.

Short hairpin RNA (shRNA): En type af RNA der benyttes til at kunstigt at dæmme eller forhindre udtrykket af et bestemt gen i en process der kaldes gene silencing.

microRNA (miRNA): En type af RNA, som ikke koder for et gen, men i stedet fungerer som regulator af specifikke genudtryk.

Transfektion: Introduktionen af genetisk materiale såsom DNA eller RNA i celler.

Transkriptionsfaktorer: Proteiner der kan binde DNA og kontrollere, hvilke gener der er aktive i celler.

Referencer

Davis, R. L., Weintraub, H., & Lassar, A. B. (1987). Expression of a single transfected cDNA converts fibroblasts to myoblasts. Cell, 51(6), 987–1000.

Marión, R. M., Strati, K., Li, H., Murga, M., Blanco, R., Ortega, S., … Blasco, M. a. (2009). A p53-mediated DNA damage response limits reprogramming to ensure iPS cell genomic integrity. Nature, 460(7259), 1149–53.

Okita, K., Ichisaka, T., & Yamanaka, S. (2007). Generation of germline-competent induced pluripotent stem cells. Nature, 448(7151), 313–7.

Okita, K., Matsumura, Y., Sato, Y., Okada, A., Morizane, A., Okamoto, S., … Yamanaka, S. (2011). A more efficient method to generate integration-free human iPS cells. Nature Methods, 8(5), 409–12.

Stadtfeld, M., & Hochedlinger, K. (2010). Induced pluripotency: history, mechanisms, and applications. Genes & Development, 24(20), 2239–63.

Differentiering af stamceller til nerveceller

Der har længe været et stort ønske om at kunne producere nye organer, som kan bruges til transplantation, uden at skulle matche væv mellem doner og patient. Ligeledes har den begrænsede tilgængelighed af humant hjernevæv, og udfordringerne med at dyrke dette in vitro, gjort det vanskelig at undersøge og udvikle nye behandlinger og lægemidler til neurologiske lidelser såsom Alzheimers og Parkinsons sygdom

I relation til transplantation af neuroner, har iPSC-teknologi (induceret pluripotente stamceller) affødt to strategier til behandling af neurologiske lidelser. Den første er at producere nye nerveceller (neuroner) til at erstatte dem, der er gået til i takt med sygdommens udvikling. Den anden er at producere supportceller (glia celler), som beskytter og forhindre nedbrydning af de eksisterende neuroner. Denne efterspørgsel har resulteret i en stor interesse for at kunne differentiere neuroner fra ESC'er (embryonale stamceller) og iPSC'er. I 2012 publicerede et forskerhold en effektiv differentieringsprotokol, der gjorde det muligt at differentiere neuroner fra cerebral cortex ved brug af humane iPSC'er (Chambers et al. 2012). Det væv, der tidligere kun var tilgængeligt fra afdøde donorer, kunne nu laves kunstigt i laboratoriet.
I Chambers protokol benyttes to organiske molekyler, som er designet og syntetiseret, så de binder specifikke receptorer på cellernes overflade og hæmmer signalering igennem disse i en proces der kaldes inhibering. Cellerne stopper med at selvforny og begynder i stedet at differentiere sig. Samtidig blokeres andre signalveje i cellerne, hvilket styrer differentieringsprocessen imod neural ectoderm (Chambers et al. 2009). Til sammen aktiveres netop de naturlige differentieringsprocesser, som konverterer stamcellerne til mere specificerede neurale stamceller.

Differentieringen foregår typisk ved, at stamcellerne dyrkes med de omtalte stoffer. Efter cirka 10 dage udvikler cellerne sig, og er klar til videre modning til voksne neuroner. Efter 60 dages differentiering er de fleste af neuronerne modne og kan testes for funktion. Ofte testes neuronerne for, om de kan generere de samme elektriske impulser, som man ser i normale neuroner, når der tilsættes neurotransmittere såsom dopamin, glutamat eller GABA.

Figur 1. Neuroner i kultur efter 62 dages differentiering. © Hjalte Martin Larsen.

Som følge af Chambers protokol er der blevet udviklet en lang række nye protokoller, hvor det med stor effektivitet er muligt at differentiere helt specifikke typer af neuroner. Dette er nyttigt for forskere, der eksempelvis arbejder med Parkisons sygdom, da de hovedsageligt er interesseret i at differentiere dopaminerge neuroner til at erstatte de neuroner, som nedbrydes og forsvinder i hjerneregionen substrantia nigra hos Parkinsons patienter. I relation til de tidligere nævne strategier har man i dyr både forsøgt at transplantere neurale progenitorceller (NPC'er), og at transplantere modne neuroner. Transplantationen af NPC'er viste, at NPC'erne differentierede til både neuroner og glia efter transplantation, og naturligt blev inkorporeret i det allerede eksisterende hjernevæv (Wernig et al. 2008). Ligeledes har flere forskergrupper forsøgt at transplantere modne dopaminerge neuroner, men med blandet succes. Et stort problem var, at rotterne udviklede tumorer, da de transplanterede kulturer stadig indeholdte iPS'er. Det var derfor nødvendigt at cellesortere kulturerne, så tilbageværende iPS'er blev ekskluderet (Wernig et al. 2008). Dog så forskerne en klar forbedring i bevægelsesapparatet hos de rotter, som havde modtaget de differentierede, dopaminerge neuroner (Hargus et al. 2010).

Ordliste

Kortikale neuroner: Neuroner, som stammer fra hjernebakken.

Receptor: Protein som sidder på overfladen af celler, og som virker som en antenne. Receptoren kan aktiveres af forskellige faktorer såsom små molekyler, hormoner, proteiner, mv., og sætte gang i forskellige processer i cellen.

Dopaminerge neuroner: Neuroner der producerer og signalerer vha. hormonet dopamin.

Dopamin: Hormon der benyttes af dopaminerge neuroner til at signalere til andre neuroner.

GABA: Inhibitorisk neurotransmitter

Substantia nigra: Struktur i midthjernen, som har stor betydning for belønning, afhængighed, og bevægelse.

Synapse: En synapse er kontakten mellem to neuroner, der muliggøre elektrisk eller kemisk signalering mellem cellerne.

Referencer

Chambers, S. M., Fasano, C. a, Papapetrou, E. P., Tomishima, M., Sadelain, M., & Studer, L. (2009). Highly efficient neural conversion of human ES and iPS cells by dual inhibition of SMAD signaling. Nature Biotechnology, 27(3), 275–80.

Chambers, S. M., Qi, Y., Mica, Y., Lee, G., Zhang, X.-J., Niu, L., … Studer, L. (2012). Combined small-molecule inhibition accelerates developmental timing and converts human pluripotent stem cells into nociceptors. Nature Biotechnology, 30(7), 715–20.

Hargus, G., Cooper, O., Deleidi, M., Levy, A., Lee, K., Marlow, E., … Isacson, O. (2010). Differentiated Parkinson patient-derived induced pluripotent stem cells grow in the adult rodent brain and reduce motor asymmetry in Parkinsonian rats.

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 107(36), 15921–6.

Wernig, M., Zhao, J.-P., Pruszak, J., Hedlund, E., Fu, D., Soldner, F., … Jaenisch, R. (2008). Neurons derived from reprogrammed fibroblasts functionally integrate into the fetal brain and improve symptoms of rats with Parkinson's disease. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 105(15), 5856–61.

Etikinterview om stamceller

I hele verden diskuterer man, om det er forsvarligt at forske på embryonale stamceller. Typisk samler diskussionen sig om, hvorvidt embryoner har etisk status, som gør, at man skal udvise respekt for dem og tage hensyn til dem

Peter Øhrstrøm: Jeg synes ikke, der er særlige problemer i at forske i voksenstamceller. Der er de samme problemer som ved al anden medicinsk forskning. Som for eksempel om der er flere fordele end ulemper ved at udføre forskningen, om statistikken er lavet på en ordentlig måde osv.

Klemens Kappel: Det er jeg enig i.

Peter Øhrstrøm: Men forskning i embryonale stamceller, er efter min mening dybt problematisk. Hovedproblemet er, at man for at få fat i de embryonale stamceller destruerer et eller flere fosteranlæg (befrugtede æg). Så der har vi hele problematikken om et fosteranlægs etiske status. Jeg mener, at man skal regne et befrugtet æg og et fosteranlæg for menneskeligt liv med den ukrænkelighed og den værdighed, som efter min mening tilkommer alt menneskeligt liv. Derfor bør forbrug af fosteranlæg i forskningen efter min mening forbydes.

Klemens Kappel: Jeg synes også, problemet er, at man destruerer et fosteranlæg, et befrugtet menneskeæg, et embryon, eller hvad man nu vil kalde det, for at få fat på de stamceller, man skal bruge.

Jeg synes, vi skal omgive embryonet med værdighed og behandle det på værdige måder. Men jeg mener ikke, at vi skal forstå ordet "værdighed" på samme måde, når vi har at gøre med voksne mennesker, og når vi ser på embryoner. Det er selvfølgelig en værdighedskrænkelse, hvis man slår et voksent menneske ihjel. Men det er ikke givet, at man skal se på det på den måde, når man har at gøre med embryoner.
Jeg mener ikke, at man bare kan tage et embryon ind under det moralske mikroskop og så finde ud af, hvilken etisk status det har. Der er ikke nogen simpel måde at argumentere for, at det må have den ene snarere end den anden etiske status. Derfor synes jeg, man skal se sådan på det, at det er en form for valg, vi skal træffe, om hvordan vi vil forstå værdighed, når det drejer sig om embryoner. Jeg synes, vi skal skabe en forståelse af værdighed, som indebærer, at man ikke må gøre hvad som helst med embryoner. I den forstand har de en etisk status. Man må kun anvende dem til fornuftige formål, og man skal destruere dem på en ordentlig måde og ikke bare lave sjov med dem eller skylle dem ud i kloakken og den slags ting.

Peter Øhrstrøm: Værdigheden er efter min mening knyttet til det menneskelige liv som sådan. Du sagde før noget med et mikroskop. Det er jo ikke sådan, at man kan tage det lille fosteranlæg under mikroskop og sige, at dér er værdigheden. Det er der ingen der mener. Det er ikke sådan, at man kan måle sig til den. Den må have en anden status, og der kan jeg ikke personligt komme uden om vores kulturelle arv, som indebærer, at det at være menneske er noget særligt i forhold til at være et dyr. Og at det enkelte menneske også er noget særligt i forhold til de andre mennesker. Det vil sige, at vi som mennesker har værdi både som individ og som art, og at ethvert menneskeligt liv har en iboende værdighed.

Klemens Kappel: Hvad er det knyttet til? Hvad er det der gør, at mennesket har værdighed og dyr ikke har?

Peter Øhrstrøm: Det er, fordi mennesket er et andet slags væsen end et dyr.

Klemens Kappel: Hvis det er det åndelige, at mennesker har et åndeligt niveau og en højere bevidsthed, så vil jeg hævde, at en ottecellet organisme ikke har åndelighed.

Peter Øhrstrøm: Jeg taler ikke om bevidsthed, og ånd er jo et vanskeligt begreb. Men jeg tror, at alt menneskeligt liv har en ikke-materiel dimension, en iboende værdighed, som giver det moralsk status. Jeg er klar over, at jeg ikke i detaljer kan gøre rede for dette ikke-materielle ved det menneskelige liv, og at jeg ikke strengt logisk kan bevise, at det er sådan. Men man skal jo huske, at al etisk argumentation må bygge på nogle grundlæggende antagelser.

Man kan selvfølgelig altid spørge efter en begrundelse for en given etisk vurdering. Men når man giver en begrundelse, kan man spørge efter en begrundelse for begrundelsen og efter en begrundelse for begrundelsen for begrundelsen og så videre. Og til sidst når man altså til nogle grundlæggende antagelser, som man ikke kan begrunde yderligere. Men det betyder ikke, at man slet ikke kan argumentere vedrørende de forskellige muligheder.
Man kan nemlig ofte tage udgangspunkt i det, som forekommer selvindlysende rigtigt, og så sammenligne de forskellige mulige nærmere forklaringer på de selvindlysende forhold. Når vi for eksempel siger, at det er uetisk at slå uskyldige mennesker ihjel, så er det lige så selvindlysende rigtigt for mig, som at der ligger et stykke papir og en mikrofon på bordet foran mig. Den menneskelige værdighed er genkendelig for os på samme måde. Og det er denne iboende værdighed, som er grunden til, at det menneskelige liv bør respekteres og beskyttes. Spørgsmålet er så bare, fra hvornår det begynder at have denne værdighed?

Her mener jeg, at alle andre svar på dette spørgsmål end den absolutte begyndelse på det pågældende menneskelige livs eksistens, vil være tilfældige og ubegrundede. Derfor må man gå ud fra, at det enkelte menneske har haft værdigheden fra begyndelsen af, det vil sige at vi må antage værdigheden og ukrænkeligheden lige så længe, som det nye liv biologisk set har eksisteret. Det betyder, at ethvert befrugtet æg og ethvert fosteranlæg må anses for omfattet af den værdighed og ukrænkelighed, som tilkommer alt menneskeligt liv. Der er efter min mening simpelthen ikke noget senere tidspunkt, som med nogen ret kan danne skel mellem ikke-ukrænkelighed og ukrænkelighed, mellem ikke-værdighed og værdighed. Derfor har jeg det grundsynspunkt, at ethvert menneskeligt liv helt fra begyndelsen (befrugtningen) har en iboende værdighed, som vi bør respektere, således at alle menneskeliv bør omfattes af et princip om grundlæggende ukrænkelighed.

Klemens Kappel: Jeg er enig i, at begrundelser må stoppe et sted. Måske stopper de i nogle tilfælde ved værdimæssige overbevisninger, der er selvindlysende. Måske er det, at man ikke må slå uskyldige mennesker ihjel selvindlysende. Men det, at alle menneskelige individer, også embryoner på 8-celle stadiet, er omfattet af forbudet mod at slå ihjel, er ikke selvindlysende. Jeg selv mener ikke, at der er særligt stærke grunde til at acceptere netop den fortolkning af, hvad der ligger i forbuddet mod at slå ihjel.

I praksis er den vigtigste måde at diskutere etiske synspunkter ikke at se på, hvilke begrundelser de har (for begrundelser stopper jo altid ret hurtigt). Den vigtigste måde er at se, hvad synspunkterne indebærer på andre områder og overveje, om man virkelig kan acceptere de logiske konsekvenser. Dit synspunkt indebærer for eksempel, at brugen af spiral som prævention er nogenlunde lige så forkert som at slå et menneske ihjel - eller rettere: at slå mange mennesker ihjel - for en spiral forhindrer jo befrugtede æg i at sætte sig fast i livmoderen. Mener du det?

Peter Øhrstrøm: Nej. Det følger ikke af mit grundsynspunkt, at brug af spiral som prævention er drab. Det vil efter min mening være misvisende at karakterisere brug af spiral på den måde, men jeg mener, det er en metode, der krænker nye menneskelige liv, som jo skabes, uden at de får fysisk mulighed for at overleve ret længe. Derfor regner jeg brug spiral for en uetisk form for prævention. I øvrigt er jeg helt enig med dig i, at det er vigtigt at se på konsekvenserne af grundsynspunkterne. Derfor vil jeg også bemærke, at det ikke er klart for mig, hvordan du vil undgå den konsekvens, at brugen af spiral er etisk set problematisk, når dit grundsynspunkt er, at man ikke må gøre hvad som helst med embryoner.

Men nok om spiralen. Den er jo til forskel fra brugen af fosteranlæg i stamcelleforskningen ikke på den politiske dagsorden, og et forbud mod spiralen som præventionsmetode, kan jeg ikke forestille mig indført. Om noget skal forbydes afhænger jo blandt andet af, om det er praktisk muligt at håndhæve forbudet, og om området i øvrigt egner sig til lovgivning. Debatten om lovgivning eller ikke lovgivning på et givet område må dreje sig om, hvilke grænser vi som samfund vil sætte, og hvad der skal overlades til den enkeltes afgørelse. Det er nogle valg, vi som samfund må træffe på god demokratisk vis. Under alle omstændigheder kommer man ikke uden om at forholde sig til, hvor man vil sætte grænsen mellem det, der bør overlades til den enkeltes samvittighed, og det, der skal være forbudt ved lov. Der er mange eksempler på utroskab, løgnagtighed, uhæderlighed, som jeg vil regne for uetiske, men som jeg ikke vil drømme om at foreslå forbudt ved lov.

Klemens Kappel: Selvom et forbud mod at bruge spiral ikke er på den politiske dagsorden, synes jeg, det er vigtigt at gøre opmærksom på, at din holdning medfører, at et forbud mod spiral, fortrydelsespiller og abort burde være på dagsordenen, selvom den ikke er det. Det er muligt, som du siger, at problemer med at håndhæve nogle af disse forbud kunne tale for ikke at indføre dem. Men når du betegner spiralen som en uetisk form for prævention, der krænker menneskelige liv, taler det vel for, at den som udgangspunkt burde forbydes. For det, der fremfor alt karakteriserer de ting, som vi forbyder til forskel fra blot at sige, at de er forkerte, er den moralske alvor i det. Så det er blandt andet fordi, den moralske alvor i utroskab trods alt ikke er større, end den er, at vi ikke forbyder det, mens den moralske alvor i at slå sin nabo ihjel er meget, meget større.

Peter Øhrstrøm: Efter min mening har du slet ikke ret i, at den afgørende forskel mellem det vi forbyder, og det vi regner for uetisk uden at forbyde det, er den moralske alvor. Efter min mening er ulovlige handlinger som at køre bil uden sikkerhedssele, at have Dannebrog på flagstangen hele natten og at medvirke til forskellige former for sort arbejde forbundet med mindre moralsk alvor end visse former for løftebrud, bagtalelse og utroskab kan være - handlinger, som vi jo ikke forbyder.
Det, der karakteriserer de handlinger, vi forbyder, er efter min mening snarere noget med hensynet til den offentlige orden. Og her kan man blandt andet pege på uetiske handlinger udført under offentligt tilsyn eller med det offentlige som direkte aktør. Efter min mening er det for eksempel uacceptabelt, hvis staten tillader eller direkte lader udføre forskning, der krænker menneskeligt liv. En sådan forskning kan få alvorlige konsekvenser for samfundets syn på det menneskelige liv. Ikke mindst derfor bør loven forbyde forskning på befrugtede æg og fosteranlæg, der forudsætter, at menneskelige liv destrueres. Hverken lovligheden af spiralen til prævention eller af provokeret abort kan bruges som holdbare argumenter for denne nye slags destruktion af fosteranlæg. De typiske argumenter, som fra forskellige sider fremføres til støtte for, at der ikke lovgives mod brug af spiral eller mod provokeret abort før 12. uge, er simpelthen ikke relevante i forhold til destruktion af fosteranlæg som kilde til stamceller i forskningen. Det er som sagt efter min mening andre argumenter, der her er afgørende.

Klemens Kappel: Jeg kan udmærket se pointen med de ting du nævner. Men jeg mener alligevel, at når det er meget svært at komme med afgørende argumenter for eller imod et bestemt synspunkt, bør man generelt være tilbageholdende med at lovgive. I stedet bør man lade det være op til den enkeltes samvittighed, hvad man vil. For eksempel vil jeg støtte den nuværende lovgivning om abort, hvor den enkelte inden for en grænse på 12 uger kan gøre op med sin egen samvittighed, om man vil det eller ej.

Men hvis det drejer som forskning, som udføres på offentlige institutioner, så er det måske en lidt speciel situation. Her er jeg er enig i, at forskningsprojekterne i en vis forstand er offentlige anliggender, så derfor er jeg ikke tilhænger af, at man bare liberaliserer. Så jeg mener egentlig, at man skal tilstræbe en form for enighed om, hvad man skal gøre. Om der kan opnås enighed her, er jeg meget usikker på. Min egen opfattelse er, at det afgørende er, om forskningen, der anvender embryonale stamceller, har et fornuftigt formål, men det er vanskeligt at argumentere for dette synspunkt på en måde, der ikke bare tager afsæt i antagelser, som modparten vil afvise. Det samme gælder efter min mening de andre gængse holdninger til forskning i embryonale stamceller.

Har du tænkt over?

Har du tænkt over, om et befrugtet æg skal betragtes som menneskeligt liv, som en samling af celler eller måske som noget midt imellem menneskeligt liv og celler?

Har du tænkt over, om man kan tillade sig at behandle et fosteranlæg, lige som man har lyst til?

Har du tænkt over, hvad det vil sige at behandle et fosteranlæg med værdighed og respekt?

Har du tænkt over, hvorfor man laver lovgivning om noget?

Har du tænkt over, om man bør forbyde forskning på befrugtede æg eller abort?

Må man anvende befrugtede æg til forskning?

Menneskelige embryoner anvendes til stamcelleforskning og til at udvikle sygdomsbehandlinger. For nogle udgør det et etisk problem, fordi embryoner er tidlige stadier af mennesker

Debatten om, hvorvidt det bør være tilladt at forske i menneskelige embryoner, bunder i en uenighed om, hvilken etisk status, embryoner har. Hvis man mener, mennesker har fuld etisk status lige fra befrugtningsøjeblikket, er det lige så moralsk forkert at destruere et embryon, som at slå et menneske ihjel. Hvis man derimod mener, at mennesker først opstår, når de opnår nogle bevidsthedsmæssige funktioner, der er særlige for mennesker, er det ikke så oplagt, at embryoner skal beskyttes på samme måde som mennesker. Uenigheden bunder i forskellige opfattelser af, hvad det er, der giver mennesker deres særlige status.

At mennesket har en særlig status, og dermed en særstilling på denne klode, er der derimod meget stor enighed om. Der er en lang tradition, som også har ført til vedtagelsen af FN's Menneskerettighedserklæring fra 1948, for at opfatte mennesker som en særlig art med særlige rettigheder. I vestlig sammenhæng har der været en lang tradition for at begrunde disse rettigheder i menneskers moralske betydning eller særlige værdighed. Der er undervejs sket et skift fra at forklare denne særlige værdighed i, at den er givet af Gud til alle medlemmer af den menneskelige art, til begrundelser, der vægter den moralske betydning af visse egenskaber, som primært findes hos mennesker. Denne udvikling modsvarer et skift fra at tale om naturlige rettigheder til at tale om menneskerettigheder.

Et væsens etiske status er afgørende for, i hvilken grad man er forpligtet til at tage hensyn til det. Hvis mennesker har højere etisk status end dyr, betyder det altså, at alene dette at være et menneske medfører, at der skal tages mere hensyn til én end til andre levende organismer. For eksempel kunne konsekvensen være, at det må anses for helt uacceptabelt at slå et uskyldigt menneske ihjel, mens dette ikke gælder for dyr.

Om man anser menneskers særlige status for at være noget, der er tilført udefra af en gud, eller om man mener, det skyldes egenskaber ved menneskene selv, har stor betydning for, om man anser embryoner for at have samme status, som mennesker. Det er denne uenighed, man finder i abortdebatten og i debatten om stamcelleforskning. Man kan tale om tre hovedpositioner i debatten:

Mennesker bliver til ved befrugtningen

Nogle mennesker tager udgangspunkt i en forestilling, som kan siges at stamme fra den kristne kulturarv, om at mennesket opstår ved befrugtningen, og det betyder, at man lige fra starten skal respektere og beskytte et befrugtet æg på samme måde, som et udviklet menneske. Det skyldes, at ethvert menneskeligt liv er bærer af en ganske speciel værdighed, som blandt andet betyder, at individet bør respekteres og beskyttes mod destruktion og overgreb. Denne værdighed er ikke i sig selv et biologisk fænomen, men den er knyttet til det menneskelige liv som sådan. Synspunktet begrundes med, at mennesket i modsætning til andre væsener er skabt af Gud i hans billede.

Hvis man accepterer, at mennesket er blevet givet en moralsk særstilling, kan man argumentere for, at denne særstilling gælder alt, hvad der genetisk set er menneskeligt. For eksempel har den amerikanske filosof og højesteretsdommer, John T. Noonan fremført dette argument:

Det væsentligste argument for, at der skabes et menneske ved befrugtningen, er, at det er på det tidspunkt, det nye væsen modtager den genetiske kode. Den genetiske information bestemmer hans egenskaber, er den biologiske bærer af muligheden for menneskelige visdom, og gør ham til et selv-udviklende væsen. Et væsen med en human genetisk kode er et menneske.
John T. Noonan (1970), An Almost Absolute Value in History, i The Morality of Abortion: Legal and Historical Perspectives (ed: John T Noonan, Harvard University Press)

Man kan kritisere dette argument på flere måder. Blandt andet kan man hævde, at det baserer sig på en genetisk reduktionisme. Det vil sige, at det reducerer eller formindsker mennesket til at være sine gener uden at inddrage andre træk ved dette at være menne-ske i beskrivelsen, for eksempel at et menneske er karakteriseret ved at kunne tænke sig om og have bevidsthed om sig selv. På baggrund af argumentet er det centrale og definerende for at være menneske nemlig udelukkende tilstedeværelsen af det humane genom. Men ud fra denne måde at tænke på, burde man udvise lige så meget respekt over for en almindelig kropscelle som over for et befrugtet æg. For også en almindelige kropscelle indeholder den genetiske kode.

I forlængelse af denne kritik kan man forsøge at udvide argumen-tet ved at sige, at det befrugtede æg etisk set skal betragtes som et menneske, fordi det både indeholder den humane genetiske kode og kan udvikle sig videre til et fuldtudviklet menneske i kraft af sig selv ved en naturlig proces. Men også dette argument kan kritiseres. Blandt andet kan man indvende, at den kendsgerning, at det befrugtede æg engang vil blive til et fuldt udviklet menneske, ikke er en begrundelse for at behandle det, som om det allerede nu er fuldt udviklet. Potentialet for at udvikle sig til noget andet er nemlig ikke uden videre af betydning etisk set.

John Harris (født 1945) giver i værket The Value of Life fra 1985 det følgende illustrative eksempel på, at vi ikke i al almindelighed tillægger et individs potentiale for at udvikle sig til noget andet etisk vægt: "Vi dør alle en gang, men jeg tillader mig at gå ud fra, at det er en utilstrækkelig begrundelse for allerede nu at behandle os, som om vi var døde" (p. 11). En lidt mere populær version af argumentet kunne være, at selv om kronprins Frederik har potentiale til at blive konge, skal han ikke nu tildeles de rettigheder, han i givet fald vil få som konge. Dem opnår han først, når han faktisk er blevet konge.

Andre tilhængere af denne opfattelse vil lægge mindre vægt på embryoners udviklingspotentiale og mere på en overvejelse over, hvornår et menneskeliv kan siges at begynde. De vil pege på, at befrugtningen er den eneste kandidat til en tidsmæssig bestemmelse af det nye menneskelige livs begyndelse, som ikke er vilkårlig eller ad hoc.

Udfordringen fra stamcelleforskningen

I forlængelse af argumentet om, at det befrugtede æg kan udvikle sig videre til et fuldtudviklet menneske i kraft af en naturlig proces, må det også nævnes, at den biologiske viden, som er resultatet af stamcelleforskningen, har kompliceret hele diskussionen af det befrugtede ægs etiske status. Dette skyldes for det første, at det for flere årtier siden blev muligt at tage ubefrugtede æg ud af kvindens krop og befrugte dem i en såkaldt petriskål. Men disse æg udvikler sig netop ikke videre til et fuldtudviklet menneske gennem en naturlig proces. Det kræver tværtimod, at vi skaber de rigtige betingelser for det, ved at vi sætter det op i livmoderen på den kvinde, der leverede ægget – eller for den sags skyld i en helt anden kvinde.

En anden komplikation er, som det fremgår af afsnittene om kloning og stamcelleteknologi, at de senere års forskning har vist, at livet ikke kun kan starte ved befrugtningen. Det kan også startes ved, at en allerede specialiseret celle af et æg afspecialiseres helt tilbage til totipotent tilstand. Det så vi første gang med det klonede får, Dolly, men siden er teknikken, kernetransplantation, blevet brugt til at frembringe tusindvis af klonede dyr.

I 2006 fandt japanske forskere ud af at nulstille specialiserede celler ved at tilsætte fire "stam"-gener i cellerne, hvilket fik cellerne til at afspecialisere sig og blive embryonale stamceller. Disse embryonale stamceller blev døbt iPS-celler, og de er pluripotente, det vil sige, at de ikke kan danne fosterhinder og moderkage og derfor ikke kan udvikle sig til et barn af sig selv.

I 2013 lykkedes det for forskere ved Københavns Universitet at dyrke celler fra embryonets indre cellemasse med tilstedeværelse af bestemte stoffer, og derved få cellerne til at opføre sig som totipotente celler. Disse celler har dog ikke kunnet organisere udviklingen af et foster af sig selv.

De to sidstnævnte embryonale stamceller har altså ikke vist sig i stand til at udvikle sig til fostre af sig selv. Det virker dog relevant at spørge, hvad den moralske betydning ville være for tilhængerne af denne position, hvis man i fremtiden udvikler teknikker, som vil gøre, at alle celler i kroppen kan nulstilles til embryoner, der kan udvikle sig til fostre og børn, hvis de sættes op i en livmoder?

Kun bevidste individer er mennesker

Den første opfattelse baserer sig på den grundantagelse, at et individ opnår en høj etisk status alene ved at være et menneske; at denne status er givet til mennesker udefra. Heroverfor hævder den såkaldte personopfattelse, at mennesker får deres særlige status i kraft af nogle egenskaber ved os selv, nogle egenskaber, som er særlige for mennesker.

Opfattelsen er fælles for såvel kantianere som nytteetikere. For kantianere er rationalitet den afgørende egenskab, der adskiller mennesker fra dyrene og sætter os i stand til at handle moralsk. Og i den nytteetiske tradition er det især selvbevidsthed, der sætter os i stand til at have interesser, som er vigtige for os, og som andre mennesker derfor er forpligtet til at tage hensyn til. Termen person er vag på den måde, at den ikke er fast defineret, men normalt betragtes besiddelse af en passende mængde af kognitive egenskaber som tilstrækkelig til at give et individ status som en person.

Når det er sådanne egenskaber, som giver mennesker deres særlige moralske status, betyder det, at i hvert fald befrugtede æg og fostre ikke er omfattet af den moralske status. Når det er forkert at slå mennesker ihjel, er det fordi døden spiller en helt anden rolle i menneskers liv, end den formodes at gøre for væsener, der ikke i samme grad kan frygte døden, fordi de havde planer for deres fremtid. Men befrugtede æg, som kun består af nogle få ens celler, har ingen af de personegenskaber, der gør dem til mennesker i moralsk relevant betydning. Hvis man har det udgangspunkt, er det ikke forkert at destruere befrugtede æg, for en organisme, som ingen bevidsthed har, kan jo heller ikke frygte døden.

Dette er måske ikke så langt fra, hvordan mange mennesker intuitivt opfatter tingene i dag. Men tilgangens udfordring er, at den logisk fører til, at heller ikke sene fostre og nyfødte, som ikke har udviklet rationalitet eller selvbevidsthed, er personer, og derfor heller ikke har krav på at blive beskyttet som mennesker. Ikke mindst den kendte australske filosof, Peter Singer, er blevet kritiseret for at fremføre denne opfattelse. Singer hævder, at kun individer, som er i stand til at have interesser, som kan krænkes, er personer med krav på at blive taget hensyn til. Dog kan der være andre grunde, end hensynet til den nyfødte, som gør det forkert at slå babyer ihjel, nemlig hensynet til forældrene eller andre, som vil blive alvorligt skadet, hvis barnet slås ihjel. Dette hensyn, som kan kaldes et instrumentelt hensyn, skal ifølge Singer dog også tillægges meget stor vægt.

Det er dog en oplagt svaghed ved opfattelsen, at den baserer sig på instrumentelle hensyn, for den slags hensyn kan overrules af andre hensyn. Hvis man kunne forestille sig et hittebarn, som ikke havde nogen familie, der ville sørge over, at det blev slået ihjel, ville det så være i orden at gøre det?

Det skal nævnes, at nogle med denne indstilling på samme måde vil mene, at instrumentelle hensyn taler for, at vi bør behandle embryoner med en vis respekt. Selvom embryonet selv ikke har nogen ønsker, heller ikke om at blive holdt i live, så kan det måske skade os andre, hvis vi uden videre destruerer embryoner, som vi trods alt er vant til at tænke på som begyndende mennesker, og ikke behandler dem med nogen form for respekt. Det kan tænkes, at vi, ved at behandle dem skødesløst, fremmer en mere rå og følelseskold omgangsform, hvor det også kan blive mere accepteret at behandle mennesker skødesløst. Derfor bør vi kun ødelægge embryoner, hvis vi har gode grunde til at gøre det – og en rigtig god grund kunne være, at de embryonale stamceller kunne være med til at udvikle behandlinger til allerede eksisterende mennesker, der lider af alvorlige sygdomme. Menneskers interesser bør gå forud for såvel befrugtede æg/totipotente celler som pluripotente stamceller. I denne version er opfattelsen i familie med den sidste, mere pragmatisk betingede position i debatten:

Den gradualistiske opfattelse

Denne opfattelse går ud på, at den etiske status er jævnt stigende fra undfangelsen, og indtil fosteret på et eller andet tidspunkt opnår fuld etisk status; det kan for eksempel være ved fødslen. Dette forekommer rent intuitivt mange mennesker rigtig. Men det er ikke så let at begrunde opfattelsen med logiske argumenter al den stund, den ikke er så klart defineret. For eksempel indeholder den ikke en begrundelse for, hvorfor mennesker har en særlig etisk status. Det er ikke en status, som er givet til alt menneskeligt fra starten. Men hvorfor får mennesker så en særlig status efterhånden som de udvikler sig? Og hvad er det, der gør, at mennesker på et tidspunkt får fuld etisk status?

Hvis to individer har forskellig etisk status, må man naturligvis kunne pege på relevante forskelle mellem dem, som kan forklare og begrunde forskellen i status. Når man mener, at fosteranlæg har en lavere etisk status på et tidligt tidspunkt i deres udvikling end på et lidt senere tidspunkt, må der altså være relevante forskelle på dem på de to tidspunkter, som gør det rimeligt at behandle dem forskelligt. Men hvilke konkrete ændringer i udviklingsforløbet kan man pege på, som kan begrunde og retfærdiggøre, at før dette tidspunkt havde fosteranlægget eller fosteret ingen eller en meget lille etisk status, mens det efter at ændringen har indfundet sig har fået en større etisk status? Er det for eksempel, når fosteranlægget efter 7-8 dage sætter sig fast i livmoderen? Er det når centralnervesystemet efter ca. 26 dage er dannet? Er det, når fosteranlægget i løbet af 6-8 uger har fået et menneskeligt udseende med arme, ben fingre, tæer, øjne, ører og næse? Er det, når fosteret omkring 22. uge kan overleve uden for kvindens krop? Og/eller er det, når babyen er født?

Ifølge kritikerne af den gradualistiske opfattelse forekommer ingen af svarene indlysende rigtige. For eksempel kan de ikke se, hvorfor det skulle have afgørende betydning, om fosteranlægget har sat sig fast i livmoderen eller ej. For hvis man en dag opfinder en maskine, som kan udruge børn, så livmoderen ikke er nødvendig, vil fosteret vel alligevel stige i etisk status.

Så selvom tilgangen i praksis er populær, fylder den ikke meget i faglitteraturen, fordi den ikke i denne form hverken tilbyder nogle gode begrundelser for, hvorfor mennesker har en særlig status, eller for hvornår et foster bliver så menneskeligt, at det skal have samme status som mennesker.

Andre religioners opfattelser

Det skal nævnes, at de opfattelser af embryonets etiske status, der er beskrevet her, primært har rod i den vestlige, kristne kultur. Hvis man vender blikket mod andre kulturer, har debatten ofte et helt andet udgangspunkt. For eksempel baserer de fleste fortolkere af jødedommen deres vurdering af fosteranlæggets etiske status på Den Babylonske Talmud, ifølge hvilken fosteret er at betragte "som vand" indtil cirka 2 måneder efter undfangelsen. Derfor har det ikke nogen egentlig etisk status før dette tidspunkt – hvilket dog ikke betyder, at man kan gøre hvad som helst ved det, men generelt har den jødiske kultur en forholdsvis liberal opfattelse i forhold til for eksempel stamcelleforskning.

Hvis man er ortodoks muslim, kan spørgsmålet om fosteranlæggets etiske status besvares med henvisning til en hadith (det vil sige en beretning fra profeten Muhammad), hvoraf det fremgår, at et foster først besjæles og får status som person 120 dage efter undfangelsen. I forlængelse heraf anser mange muslimer abort for at være acceptabelt under visse betingelser, ligesom det ikke anses for at være uacceptabelt at udføre forskning på fosteranlæg.

Til underviseren

Lærervejledning

Læs her om, hvordan du kan bruge materialet i din undervisning. Få overblik over materialets opbygning og forslag til undervisningsforløb.

Læs lærervejledning

Stamceller

Indholdsfortegnelse

Introduktion til stamceller

Stamceller i sygdomsbehandling

Stamcelleforskning og etik

Mennesker bliver til ved befrugtningen

Kun bevidste individer er mennesker

Revolutionerende opdagelser

Lovgivning om stamceller

Den store udfordring

ET MULIGT FREMTIDSSCENARIUM

KERNETRANSPLANTATION

ABORTMODSTANDERE FÅR KOLD SKULDER I BRUXELLES

Stamceller kan bruges til sygdomsbehandling

Voksenstamceller

Behandling med voksenstamceller

Embryonale stamceller (ES-celler)

Afspecialisering af celler

Induceret pluripotente stamceller (iPS-celler)

Kan voksenstamceller gøres totipotente?

Specialisering af stamceller

Stamcelleforskningens udfordringer

Cellespecialisering i en værtsorganisme

Behandling med voksenstamceller

Bindevævsceller gør vores hud smidig

Forskerinterview om iPS-celler

iPS celler giver nyt håb om "reservedele" til mennesker

Reprogrammering af somatiske celler

Ordliste

Referencer

Differentiering af stamceller til nerveceller

Ordliste

Referencer

Etikinterview om stamceller

Har du tænkt over?

Må man anvende befrugtede æg til forskning?

Mennesker bliver til ved befrugtningen

Udfordringen fra stamcelleforskningen

Kun bevidste individer er mennesker

Den gradualistiske opfattelse

Andre religioners opfattelser

Til underviseren

Lærervejledning