Allar frumur líkamans hafa sama uppruna, í upphafi vorum við öll bara ein okfruma. Þessi okfruma skipti sér svo og afleggjarar hennar hafa myndað allar þær frumur sem byggja líkama okkar, alveg sama hvaða hlutverki þær gegna.

Það er með ólíkindum að ein fruma geti endað sem allur sá fjöldi frumna sem daglega sjá til þess að líkami okkar virkar, eigi uppruna í einni og sömu frumunni. Þessi upphafsfruma gefur svo einnig af sér vefjasérhæfðar stofnfrumur sem sjá um að viðhalda vefjunum okkar.

Hvað eru stofnfrumur?

Stofnfrumur eru sérstakar vegna þess að þær hafa hæfileika til að mynda margar gerðir frumna. Fósturstofnfrumur eru fyrstu afleggjarar okfrumunnar. Okfruman og hennar allra fyrstu afkomendur hafa hæfileikann til að mynda hvaða frumugerð sem er en eftir því sem líður á þroska fósturins verða stofnfrumurnar sérhæfðari. Að lokum verður til sú kynslóð frumna, í fósturþroska, sem myndar einstaklinginn. Hjá þessari kynslóð er hlutverk frumnanna skilgreint.

Hluti af frumunum sem byggja einstaklinginn hafa það hlutverk að viðhalda vefjunum, þær hafa þess vegna getuna til að mynda margar gerðir frumna innan vefjarins. Þessar frumur kallast vefjasérhæfðar stofnfrumur.

Rannsóknir á stofnfrumum

Í upphafi stofnfrumurannsókna var fyrst og fremst unnið með fósturstofnfrumur. Það eru stofnfrumur sem koma úr fóstri og geta þess vegna myndað hvaða frumugerð sem er, þær eru ekki bundnar við vefi. Það kom reyndar fljótt í ljós að rannsóknir á slíkum frumum eru siðferðilega vafasamar. Eftir mikla sjálfskoðun og samtöl milli vísindamanna og siðfræðinga var sú ákvörðun tekin að banna rannsóknir á fósturstofnfrumum.

Stofnfrumurannsóknir í dag eru því að mestu leiti framkvæmdar á vefjasérhæfðum stofnfrumum. Tilgangur slíkra rannsókna miða gjarnan að því að meðhöndla stofnfrumur þannig að við getum nýtt þær til að lækna ýmsa sjúkdóma.

Stofnfrumumeðferðir

Enn sem komið er er fáa kvilla hægt að meðhöndla með stofnfrumum. Einstaka krabbameinsmeðferð miðar þó að því að skipta veikum beinmergsfrumum út fyrir nýjar stofnfrumur. Aðrar stofnfrumumeðferðir eru þó stutt á veg komnar, þó rannsóknir á stofnfrumum séu uppspretta mikillar þekkingar. Í dag liggur því fyrir mikill skilningur á virkni og eiginleikum stofnfrumna en margt er líka óþekkt.

Einn stærsti kostur þess að nota vefjasérhæfðar stofnfumur úr sjúklingnum sjálfum er minnkuð þörf á ónæmisbælingu hjá sjúklingnum. Líkami okkar þekkir sínar eigin frumur, líka þegar þær hafa ekki fengið skilgreint hlutverk í sínum vef, og þess vegna er lítil sem engin hætta á að hann hafni þeim eftir meðferð.

Vefjasérhæfðar stofnfrumur eins og aðrar líkamsfrumur, eiga þó á hættu að safna upp stökkbreytingum á erfðaefninu með tímanum. Þar af leiðir að eftir því sem sjúklingarnir verða eldri eru meiri líkur á því að stofnfrumurnar, sem og aðrar frumur líkamans, séu með breytingar á erfðaefninu sem gæti að einhverju leiti valdið skaða.

Breytingar á erfðaefninu er eðlilegur hluti af lífinu. Á hverjum degi takast frumurnar okkar á við skemmdir sem eiga sér stað á erfðaefninu við frumurskiptingu. Sem betur fer erum við með öfluga ferla inní frumunum sem gera við þessar skemmdir. En stöku skemmd sleppur þó í gegn og þessar skemmdir geta þess vegna safnast upp yfir ævina. Þar að auki er óljós hvort hækkandi aldur hefur áhrif á getu stonfrumnanna til að viðhalda stofnfrumu eiginleikum sínum.

Litningar og litningaendar

Auk uppsöfnunar á breytingum í líkamsfrumum okkar styttast líka litningaendarnir við hverja skiptingu. Litningaendarnir eru eins og nafnið gefur til kynna endarnir á litningunum. Þar sem að erfðaefnið samanstendur af tvíþátta strending er mikilvægt að vera með öfluga byggingu á endum litninganna svo fruman haldi ekki að þar sem brot á litningnum.

Litningaendunum er þess vegna pakkað saman uppá prótín þannig að litningurinn sé örugglega lokaður. DNA röðin sem myndar litningaendan skráir ekki fyrir neinni afurð, röðin er mörg þúsundföld endurtekning af bösunum TTAGGG. Í hvert skipti sem fruma fer í gegnum frumuskiptingu styttist þessi röð örlítið vegna þess að prótínin sem sjá um að eftirmynda erfðaefnið þurfa að sitja á því meðan á eftirmyndun stendur. Þegar prótínin eru komin útá enda, geta þau ekki unnið lengur, detta af og ná ekki að eftirmynda bútinn sem setið er á.

Gamlar stofnfrumur

Einn mikilvægasti eiginleika stofnfrumna er lengd litningaendanna, en þær geta viðhaldið litningaendunum mjög lengi í samanburði við fullþorskaðar líkamsfrumur. Tíminn hefur samt alltaf vinninginn, hvar sem niður er gripið og það á líka við um vefjasérhæfðar stofnfrumur. Enginn lifir að eilífu en spurningin er hversu lengi geta stofnfrumur viðhaldið einstaklingum.

Sjúklingar sem þurfa helst á stofnfrumumeðferð að halda, þegar þær verða orðnar hefðbundin meðferð, munu að öllum líkindum hafa hærri meðalaldur en heilbrigðir einstaklinga. Til dæmis koma ýmsir taugasjúkdómar fram þegar við förum að eldast, Alzheimers eða Parkinsson svo dæmi séu nefnd. Þá vaknar sú spurning hvort gæði stofnfrumnanna okkar og hæfni þeirra til meðferðar minnka með árunum.

Rannsóknir á stofnfrumum hafa leitt í ljós að vefjasérhæfðar stofnfrumur viðhalda eiginleikum sínum og þar á meðal lengd litningaendanna ansi lengi. Þessi eiginleiki er ekki algjörlega óháður aldri einstaklingsins en líklega viðhelst þessi eiginleiki þó að einhverju leiti sama hversu öldruð við verðum.

Stofnfrumur úr yfir 100 ára einstakling

Það sýnir nýleg rannsókn þar sem vefjasérhæfðar stofnfrumur voru einangraðar úr 114 ára gamalli konu. Þar voru stofnfrumurnar skoðaðar með tilliti til lengd litningaenda og bornar saman við heilbrigðan 43 ára einstakling.

Stofnfrumur sem einangraðar voru úr 114 ára einstakling sýndi sömu eiginleika og stofnfrumur úr heilbrigðum 43 ára einstakling, en þó ekki í öllum frumum. Einungis um þriðjungur þeirra 114 ára stofnfrumna náðu sömu stofnfrumuvirkni og samanburðarfrumurnar.

Þeir eru kannski ekki margir sem ná 114 ára aldri, en rannsóknir sem þessar gefa til kynna að við sem verðum BARA 80 ára eigum líka möguleika á stofnfrumumeðferðum, þegar þær koma til sögunnar.

Greinin birtist fyrst í útgefnu blaði og á vefsíðu Stundarinnar.