Forskning i humane embryonale stamceller: Biologiske og etiske udfordringer

Anne Grete Byskov, agb.lrb@rh.dk og Claus Yding Andersen, yding@rh.dk, Reproduktionsbiologisk Laboratorium, Juliane Marie Center, Rigshospitalet

Humane embryonale stamceller, hES celler, bliver vedvarende diskuteret ikke alene af forskerne, men også af lægeverdenen, politikerne, pressen, industrien, filosoffer, såvel som lægmand. Det er der mindst to vægtige grunde til. Den ene er, at hES celler givetvis har et stort klinisk potentiale i vævsreparation – vævsfornyelse (regenerativ terapi), og derfor betragtes som en ny, næsten mirakuløs fremtidskur til behandling af et utal af lidelser, inklusive aldring. Den anden grund er, at hES celler udvikles, i hvert fald for tiden, hovedsageligt fra overskydende embryoer i forbindelse med In Vitro Fertilisations behandling (IVF).

Dette er i sig selv højst kontroversielt. Når man derudover diskuterer hvorvidt embryoer skal kunne produceres udelukkende til stamcelleudvikling, eventuelt ved kloning med patientens egne cellekerner, så bliver diskussionen overordentlig vanskelig.

Baggrund, definitioner af stamcelletyper og kloning

Det befrugtede æg og de første 4–8 celler som dannes efter æggets første kløvninger er de eneste stamceller, som er totipotente, altså kan være ophav til enhver celletype. Når embryoet har nået blastocyststadiet er to stamcelletyper dannet: trophoblastcellerne, som danner fosterhinder og en del af placenta, og indercellemassen, som danner selve fosteret. Teknisk set er perioden fra befrugtningen til implantationen i livmoderen den såkaldte præ-implantationsperiode eller præ-embryonal perioden og embryoanlægget fra denne periode burde kaldes pre-embryoet. I det følgende bruges dog den gængse betegnelse "embryo" som ækvivalent til "præ-embryo".

Embryonale stamceller, ES celler, er evindeligt prolifererende, ikke differentierede, pluripotente celler, som er udviklet fra blastocystens indercellemasse. Hver enkelt ES celle har i princippet potentialet til at udvikle sig til enhver celletype i legemet. Det er teknisk muligt at udtage en enkelt ES celle fra et præ-embryo og opformere den til en ES cellelinie.

Embryonale kønsceller (embryonic germ cells) EG celler, er den eneste anden celletype foruden ES celler, som er pluripotent, altså kan udvikle sig til enhver celletype i legemet. EG celler er forstadier til fosterets kønsceller og kan isoleres fra tidlige aborter.

Andre stamceller opstår og differentieres gradvist under udviklingen af organer og væv i embryonal- og fosterlivet. Næsten alle organer i det voksne individ indeholder en lille stamcellepopulation, voksne stamceller, som kan dele sig et begrænset antal gange og differentieres til organets specifikke celletyper og dermed forny organet gennem livet.

Definitioner på stamceller har ændret sig radikalt gennem de senere år og de givne beskrivelser er faktisk allerede misvisende idet (kontroversielle) studier indikerer, at voksne stamceller under visse betingelser muligvis kan differentieres til ganske andre celletyper. Voksne stamceller har altså en langt større differentieringspotentiale (plasticitet) end tidligere antaget.

Kloning: Allerede i 1962 blev den første kloning foretaget: Klonede frøer blev til da en cellekerne fra tarmen blev transplanteret til en moden frøoocyt, hvor kernen var fjernet.  Det accepterede dogme om at en celle, som først er differentieret, ikke kan dedifferentieres, var dermed tilbagevist. Klonede frøer og senere det klonede får Dolly fra 1996 har radikalt ændret vor viden om cellers plasticitet. I begge tilfælde er kloningen baseret på, at et modent ægs cytoplasma indeholder komponenter, som kan "nul-stille" eller deprogrammere et fremmed genom. Det tilsvarende sker med sædcellens genom, som også nulstilles af æggets cytoplasma efter befrugtningen. Alle cellekerner kan således bruges til kloning uanset deres differentieringspotentiale.

Den første humane ES cellelinie blev etableret i 1998 og levende kulturer af disse celler findes så vidt vides stadigt. I modsætning til ES celler er voksne stamceller uhyre vanskelige at opretholde i kulturer uden at de differentierer og dermed ophører med at dele sig. Tabel 1 viser summarisk fordele og ulemper ved voksne stamceller og ES celler.

Tabel 1. Summarisk oversigt over fordele og ulemper ved voksne stamceller og ES celler. Modificeret fra Fink, Cell Biol. Educat. 1, 132-144, 2002.

Præ-embryoets rettigheder og værdier og "princippet om proportionalitet"

For at kunne eksperimentere – eller "instrumentere" – på humane embryoer må embryoets moralske status, rettigheder og værdier klargøres. Der findes ekstreme meninger om dette emne. I den ene ende af spektret advokeres den mening, at "et embryo er en person, idet det har potentialet til at udvikles til en person og derfor skal nyde de samme rettigheder". I den anden ende siges det, at "embryoet er en non-person og derfor ingen rettigheder har". Mange lande har  den mere pragmatiske holdning, at der må forskes i præ-embryoet når målet er vigtigt for menneskehedens ve og vel, princippet om proportionalitet. I de lande hvor princippet er tolket alene i relation til human reproduktion, er det derfor ikke umiddelbart muligt at forske i stamceller udviklet fra præ-embryoer. Man kan så spørge  om princippet om proportionalitet er tilstede, hvis præ-embryoer kun må bruges til fertilitetsforskning/behandling og ikke til en kommende stamcellebehandling af livstruende eller invaliderende sygdomme.

Humane ES celler ved terapeutisk kloning: Vævstypeforligelighed

Terapeutisk kloning skal forstås som en modsætning til reproduktiv kloning og burde nok snarere kaldes "kernetransplantation til ES celleproduktion" idet den resulterende blastocyst udelukkende vil blive brugt til udvikling af ES celler. Embryoet vil derfor ikke overleve og kunne udvikle sig. Formålet er åbenlyst at producere ES celler med samme genetiske og immunologiske egenskaber, som patientens, altså at opnå vævstypeforligelighed ved den kommende behandling med stamcellerne.

Hvor kommer de humane oocyter/preembryoer fra?

De humane oocyter og præ-embryoer som er overskud fra IVF behandlingen må i flere lande doneres til forskning, men kun enkelte steder (endnu) må en ES celleproduktion finde sted. Kun en lille del af disse overskuds embryoer er egnede til ES celleproduktion blandt andet fordi de ofte er kasseret som uanvendelige i IVF behandlingen. Spørgsmålet er, om en egentlig produktion af præ-embryoer til ES celleudvikling må finde sted? Er det etisk forsvarligt, at udsætte kvinder for den risiko, der er forbundet med en IVF hormonbehandling og ægudtagning udelukkende for at opnå ES celler? Vil kvinden selv blive et objekt for instrumentalisering?

Hvad kunne man bruge i stedet for humane oocyter og pre-embryoer
– subsidiaritetsprincippet?

Den tidlige embryogenese beror på, at den modne oocyts cytoplasma besidder unikke egenskaber, som resulterer i, at det kan deprogrammere et fremmed genom. En intens forskningsindsats kunne afsløre disse egenskabers karakter således at et artificielt oocytcytoplasma kunne konstrueres og man dermed kunne omgå brug af oocyter.

En anden mulighed er at benytte EG celler, køncellernes stamceller. Indtil videre har det været svært at kontrollere EG cellers differentiering og efterfølgende vækst. Brug af EG celler præsenterer problemet med vævsuforligelighed, ligesom ikke klonede ES celler og voksne stamceller, som bruges til andre patienter.

Brug af oocyter fra dyr til kernetransplantaiton med humane cellekerner er formodentlig muligt, som det er det mellem forskellige dyrearter og kunne give ophav til humane ES celler. Imidlertid vil overførsel af dyrets mitokondrier til ES-cellerne være uundgåeligt, ligesom en overførsel af vira og lignende er en risiko. Men de humane oocyter var sparet!

Endelig er voksne stamceller åbenlyst det alternativ, som forskningen fokuserer intenst på, men dette emne vil ikke blive diskuteret her.

Hvem ejer de humane ES celler?

Da ES celler, i hvert tilfælde for tiden, udvikles fra donerede humane oocyter/præ-embryoer er spørgsmålet, om ES cellelinier herfra er kvindens, parrets, forskernes, statens, eller en involveret industripartners? Det store antal patenter, som allerede er udtaget vedrørende hES cellelinier tyder på en voldsom konkurrence og levner ikke store håbe om at hES celler vil blive let tilgængelige for behandling.

Litteratur

Gurdon, J.B., 1962. J Embryol Exp Morph, 10:622

Campbell KH et al., 1996. Nature, 380:64.

Fink, R.D., 2002. Cell Biol Educat, 1:132.

Thomson, J.A. et al., 1998. Science, 282:1145.

De Wert, G., Mummery, C., 2003. Hum Reprod, 18:672.