Kunstig liv – lab-lunger

Kan vi ved hjelp av medisinsk forsking lage nye organ og celler for å behandle alvorlege sjukdomar? Dette er noko ein har håpa på i mange år etter at ein byrja å forske på stamceller. No har ein klart å lage kunstige lunger til rotter, men det vil ta tid før ein eventuelt får same moglegheit for menneske.

Til ei kvar tid er det mange som treng nye organ slik som lunger. I dag er det mangel på organ, og eit problem med organoverføring frå andre personar er at mottakaren støyter frå seg organet. Tanken om at ein kan lage nye organ med celler som har same vevstype som pasienten slik at kroppen godtek det nye organet, er derfor lokkande. Tidlegare har de kome studiar der forskarar har laga kunstig blære til hund. Ein har klart å lage hud og ein har laga bein ved å dyrke celler på skjelett laga av korallar. Ei av sjukdomsgruppene som vil kunne ha nytte av nye lunger, er pasientar med lungesjukdomen cystisk fibrose (sjå ramme).

Kunstige rottelunger

I ein studie frå Yale University tok dei ut lunger frå rotter og fjerna lungecellene slik at dei sat att med eit intakt skjelett av bindevevet og forgreiningsstrukturen til lungene. Dei fekk så nye lungeceller til å vekse på dette skjelettet og fekk danna nytt lungevev. Dei transplanterte lungene til rotter der lungene utveksla gassen karbondioksid med oksygen i to timar. Sjølv om lungene ikkje vart fullstendig fylt med luft, utveksla dei gassar med 95 prosent av normal kapasitet. Dei fekk rett nok problem med blødingar i lungene. Andre forskarar har påpeika at lungene ikkje var klare til å bli transplanterte, og ein må sjå nærare på kor lenge ein må la lungene vekse i laboratoriet før ein transplanterer dei.

For å kunne bruke ein slik metode på menneske må ein få stamceller (sjå ramme) til å utvikle seg til lungeceller. Dette er krevjande og det er viktig å understreke at det kan ta lang tid før ein får laga kunstige lunger som kan brukast i behandling av menneske.

Lungedatabrikke

I ein annan studie frå blant anna Harvard University brukte dei ei mikrofluiddatabrikke på 1–2 centimeter som dei dekte med lungeceller og blodkapillar slik at denne etterlikna alveolane (lungeblærer fylt med luft) i ei menneskelunge. Denne kan brukast til å teste ut nye medisinar fordi den er meir naturtru enn celler som veks i skåler i laboratoriet. Brikka kan òg brukast for å studere effekten av nanopartiklar og bakteriar på betennelsesreaksjonar i lungene. Den er laga slik at den etterliknar både fysiologien til ei lunge og dei mekaniske kreftene som verkar på lunga.

Vidare lesing (sjå lenkar til høgre)

  • Filmen «Stamceller: Det fleksible arvematerialet» frå Bioteknologiskolen
  • Bioteknologinemnda si temaside om stamceller
  • Debattspel om stamceller fra Decide
  • Undervisningsopplegget «Vi undersøker lungene» 

Nettsida http://www.bion.no/temaer/stamceller Nettsida http://www.bion.no/temaer/stamceller

Stamceller

  • Celler som har potensial til å utvikle seg til alle typar celler og som sørgjer for at gamle celler blir erstatta med nye celler i kroppen vår og for at skader på vev blir reparerte
  • Dei blir òg kalla morceller eller opphavsceller
  • Mange har håp om at bruk av stamceller skal føre til behandling av alvorlege sjukdomar som cystisk fibrose og Parkinsons sjukdom der ein treng nye celler som fungerer som dei skal
  • Dei stamcellene vi finn i kroppen vår blir kalla vaksne stamceller eller adulte stamceller. Desse cellene har avgrensa potensial, det vil seie at dei ikkje utan vidare kan utvikle seg til alle typar celler, mens stamceller i embryo, foster og navlestrengsblod kan utvikle seg til alle celletypar som hud, blod og nerveceller
  • Den meste kjende forma for behandling med stamceller er stamceller frå beinmergen som blir gitt til pasientar som har fått øydelagt sin eigen beinmerg etter sterk cellegiftbehandling

Cystisk fibrose

Personar med cystisk fibrose har ein genfeil som gjer at eit protein som skal transportere salt inn og ut av lungene ikkje fungerer. Dette fører til at det blir danna eit seigt slim i lungene og det gjer at dei som har sjukdomen får infeksjonar i lungene. Det er den vanlegaste arvelege sjukdomen i den vestlege verda. Det finst i dag ikkje kurerande behandling for denne pasientgruppa.

Etiske problemstillingar ved bruk av stamceller

  • Bruk av stamceller frå embryo har vore etisk omstridt fordi en del meiner det er feil å bruke embryo som kunne gitt opphav til nytt liv til forsking, og forsking på embryo var forbode i Noreg fram til 2008. Då vart det etter grundige diskusjonar og vurderingar opna for at par som får assistert befruktning kan donere befrukta egg til forsking på alvorlege sjukdomar.
  • Ein kan òg bruke stamcellene til terapeutisk kloning. Det vil seie at ein overfører arvematerialet til ein pasient til embryonale stamceller og lagar stamceller som er identiske med cellene til den sjuke personen. Dette er etisk omstridd fordi ein då brukar same metode som ein brukar til kloning av heile individ. Forskjellen er at ein ved terapeutisk kloning ikkje sett dei embryonale stamcellene inn i ei livmor for å få eit nytt individ. Terapeutisk kloning er ulovleg i Noreg.
  • Eit problem ein har sett ved bruk av stamceller til behandling, er at den evna cellene har til å dele seg i fleire celler, kan føre til kreft hos den som får cellene. Dette er noko ein må prøve å få kontroll over før ein kan bruke stamceller til behandling av sjukdomar.

 

Aktuelle kompetansemål i læreplanen

Læreplan i naturfag

  • Etter Vg1 - studieforberedende utdanningsprogram
    • Bioteknologi
      • gi en oversikt over ulike former for medisinsk bruk av bioteknologi og diskutere muligheter og utfordringer ved slik bruk
      • sammenligne argumenter om bruk av bioteknologi og drøfte ulike faglige og etiske problemstillinger knyttet til disse
  • Etter Vg3 - påbygging til generell studiekompetanse
    • Bioteknologi
      • gi en oversikt over ulike former for medisinsk bruk av bioteknologi og diskutere muligheter og utfordringer ved slik bruk
      • sammenligne argumenter om bruk av bioteknologi og drøfte ulike faglige og etiske problemstillinger knyttet til disse

Læreplan i biologi - programfag i studiespesialiserende utdanningsprogram

  • Biologi 1
    • Fysiologien til mennesket
      • diskutere problemstillingar som gjeld organdonasjonar og medisinske kriterium for død
  • Biologi 2
    • Bioteknologi
      • gjere greie for den biologiske verdien av stamceller, forklare prinsippa for reproduktiv og terapeutisk kloning og drøfte etiske sider ved val av ulike kjelder for stamceller