Av Maureen L. Condic

Det var en överväldigande utmaning som användningen av de embryonala stamcellerna innebar. För det första fanns det farhågor att cellerna och den vävnad som härstammar från dem skulle kunna stötas bort av patientens immunförsvar, vilket skulle innebära att patienten skulle få genomgå en livslång immundämpande behandling. De tre föreslagna lösningarna på detta inkompatibilitetsproblem som innebar ett behov av att skapa stora biobanker med stamcellslinjer, kloning av mänskliga embryon som en källa av celler som fullständigt matchar patienten, samt genetisk modifikation av stamceller för att reducera bortstötningen av immunförsvaret, var antingen socialt, vetenskapligt eller moraliskt problematiska, eller alla tre tingen på en gång. För det andra fanns det ett allvarligt problem med att embryonala stamceller skulle kunna ge upphov till tumörer när de transplanterades till vuxen vävnad. Den tumörinducerande kapaciteten av dessa celler skulle även vara svår, om inte omöjlig, att kontrollera. Slutligen var det ett oroande faktum att naturvetenskapen än så länge inte hade lyckats leverera övertygande bevis om att embryonala stamceller på ett pålitligt sätt kunde differentiera till normala, vuxna celltyper och samtidigt den oroande möjligheten att överbryggandet av denna barriär skulle visa sig vara en svår vetenskaplig utmaning.

Stamcell från embryo

Trots dessa bekymmer fortsatte många att förhoppningsfullt betrakta embryonala stamceller i tron att fortsatt forskning skulle kunna överbrygga dessa svårigheter och tämja kraften hos embryonala stamceller för mänsklighetens bästa. Sådana optimister hävdade att det helt enkelt handlade om att investera tillräckligt mycket tid, pengar och forskningsinsatser.

Sedan år 2002 har avsevärda resurser avsatts för just den typen av forskning. En färsk sökning i databasen över forskningsanslag som upprätthålls av The National Institute of Health (NIH) pekar på att mer än åttio forskningsprojekt som har embryonala stamceller som ämne har finansierats under de senaste fem åren. En satsning av denna storlek på forskningen motsvarar miljontals dollar av offentliga medel som investerats i de medicinska löftena de embryonala stamcellerna ger. Mycket riktigt, i NIH:s rapport till den amerikanska kongressen från september förra året anges att utgifterna för forskning på embryonala stamceller för år 2006 förväntades vara ”bara 24,3 miljoner USD”. Alltsedan år 2002 har ungefär niohundra forskningsartiklar publicerats om forskningsresultat på mänskliga embryonala stamceller och ytterligare ett tusen artiklar som beskriver egenskaperna hos embryonala stamceller från djur. Tydligen har forskningen på embryonala stamceller gjort avsevärda framsteg de senaste fem åren och därför är det viktigt att i ljuset av de senaste rönen revidera löftet.

Stamcellsbaserade terapier för behandling av människans medicinska sjukdomstillstånd grundas på ersättning av celler som har gått förlorade eller är skadade. Till skillnad mot en organtransplantation, där förstörd eller sjuk vävnad tas bort för att senare ersättas med motsvarande organ från en donator, skulle stamcellsbaserade terapier inkludera integrering av de ersättande cellerna inne i patientens befintliga vävnad. Den spridda integrationen av de transplanterade cellerna tvärsigenom hela organet i fråga, och egentligen tvärsigenom patientens hela kropp, skulle göra det omöjligt att ta bort stamcellsrelaterad vävnad på kirurgiskt väg, i fall problem skulle infinna sig. Således är problemet med avstötning ett särskilt bekymmer eftersom, all vävnad där de främmande cellerna befinner sig i blir föremål för en potentiellt katastrofal attack från samma immunförsvar, ifall de transplanterade cellerna attackeras av immunförsvaret.

De senaste fem åren har forskarsamhället fokuserat nästan uteslutande på somatisk cellkärnöverföring eller kloning som den bästa lösningen på problemet med immunrelaterad avstötning. I samband med somatisk cellkärnöverföring av ett obefruktat ägg tar man bort den genetiska informationen och ersätter den med patientens unika genetiska information. Detta skulle kunna ge upphov till ett klonat, encelligt embryo som skulle mogna i ett antal dagar i laboratoriet för att senare förstöras i syfte att få fram stamceller som genetiskt matchar patienten. Baserat på framgångar från kloning av djur, antog man att kloning hos människa skulle vara en enkel sak. När vi en gång lyckats klona mänskliga embryon, skulle dessa tillhandahålla patientspecifika stamcellsbaserade reparationspaket för alla som behövde cellersättande terapier.

Blastocyst (befruktat ägg i utveckling)

Kloning av människan har visat sig vara mer krävande än väntat. Det har visat sig att mänskliga ägg är avsevärt mer sköra än de andra däggdjursarternas och de överlever inte de procedurer som annars är framgångsrika vid kloning av djur. Åtskilliga försök, av flera forskargrupper över hela världen, att skapa mänskliga kloner, har varit utan framgång. De få rapporter om fall av framgångsrik kloning av mänskliga embryon var antingen grundlösa påståenden i pressmeddelanden eller rena förvrängningar, befrämjade av en pseudoreligiös grupp för den egna publicitetens skull.

Det svårvunna priset för frambringandet av den första mänskliga klonen verkade vara vunnet i mars 2004, då en sydkoreansk grupp under ledning av Hwang Woo-Suk rapporterade i den prestigefyllda facktidskriften Science, att de hade frambringat en mänsklig stamcellslinje från ett klonat mänskligt embryo. Året därpå, i juni 2005, rapporterade samma grupp att den framgångsrikt hade framställt elva patientspecifika stamcellslinjer från klonade mänskliga embryon och dramatiskt förbättrat sin frekvens av framgångsrika försök till bättre än en per tjugo och genom det flyttat kloningen framåt till rimliga proportioner som gav möjlighet till en rutinmässig behandling av mänskliga sjukdomar. Hwang hyllades som en hjälte och pionjär och hans rapporterade framgångar väckte nästan omedelbart krav på att ta bort restriktionerna för finansiering av forskning på mänskliga embryonala stamceller införda av Bushadministrationen, annars skulle Amerika hamna hopplöst långt efter Sydkorea i utvecklingen av terapier, resonerade man.

Kloningsmiraklet hade emellertid börjat nystas upp hösten 2005. Hwangs kollegor hade allvarliga förbehåll för hans publicerade studier och startade en förundersökning med misstanke om ett möjligt vetenskapligt bedrägeri. Runt december visade man slutligen att alla de påstådda klonade stamcellslinjerna var påhittade. Till dagens dato har ingen framgångsrikt kunnat visa att det verkligen är möjligt att klona mänskliga embryon och med hänsyn taget till Hwangs och andras misslyckanden är det inte sannolikt att det är en enkel sak, om det överhuvudtaget alls är möjligt.

Skandalen som orsakades av Hwangs fräcka bedrägeri väckte många etiska farhågor runt forskningen på embryonala stamceller. Undersökningar avslöjade att Hwang hade använt sig av tusentals mänskliga oocyter [ägg; övers. anm.] för sina misslyckade försök och inte de hundratals som han hade påstått från början. De medicinska riskerna förknippade med äggdonation där potentiella komplikationer inkluderar både sterilitet och död, väcker allvarliga moraliska frågor runt grundforskningen med mänskliga kloner. Med tanke på att Hwang utövade påtryckningar kvinnliga kolleger, som stod lägre i rang, att donera ägg för hans forskning kan man fråga sig hur de kvinnliga forskarnas intressen skyddas kan från den typen av arbetsplatsrelaterat utnyttjande? Med tanke på att tusentals mänskliga ägg från mer än etthundra kvinnor användes av Hwang utan ett enda levande klonat mänskligt embryo som resultat, frågar man sig hur, för kvinnornas del, de medicinska riskerna förenade med denna forskning kan rättfärdigas?

De tekniska problem som Hwang stötte på är inte särskilt överraskande. Det senaste årtiondets erfarenheter från många laboratorier bekräftar att det är oerhört svårt att klona fram ett djur. Klonade embryon är överlag missbildade och de som är tillräckligt normala för att födas levande utgör mellan 0,1 och 0,2 procent. Problemen är inte slut med de tekniska svårigheterna i samband med somatisk cellkärnsöverföring. Omfattande vetenskapliga försök visar att även de klonade djuren som överlevt födseln inte är några lysande solskenshistorier. Efter Ian Wilmuts ”tillverkning” av fåret Dolly, världens första framklonade djur, blev det nästan omedelbart uppenbart att Dolly inte var normal. Hon led av en rad medicinska problem som resulterade i att man fick avliva henne på grund av dålig hälsa vid sex års ålder, vilket motsvarar halva livslängden för ett friskt får. Av de embryon som Willmuts grupp frambringade, var Dolly den enda klonen av 277 som överlevde [fosterstadiet; övers. anm.] för att födas levande och ändå bevisade inte denna framgång att kloning kan ge upphov till ett normalt får. Dolly var enbart tillräcklig normal för att överleva fram till förlossningen.

Fåret Dolly

Under de senaste fem åren har en rad studier noggrant kartlagt mönster i genuttryck i möss och andra klonade djur som överlevt fram till förlossningen. Inget av de djuren är genetiskt normalt och åtskilliga gener uttrycks abnormt i flera vävnader. Både svårighetsgraden och omfattningen av de genetiska abnormiteterna blev en överraskning inom kloningsfältet och ändå, i retrospektiv, är det inte alls förvånande. Det faktum, att de flesta av de klonade embryon dör på tidigt utvecklingsstadium, är i full överensstämmelse med den slutsatsen att somatisk cellkärnsöverföring inte genererar normala embryon, trots de sällsynta fallen då kloner överlevt ända fram till födelsen. Följaktligen verkar optimismen runt ”terapeutisk kloning” som ett medel att åtgärda de immunrelaterade problemen i samband med stamcellsbaserade terapier, än så länge helt saknar stöd i vetenskaplig bevisning.

Stamceller

Det sviktande antalet supportrar för terapeutisk kloning, försvarar denna procedur genom att påstå att de genetiska abnormiteterna enbart är ett problem ifall man försöker åstadkomma en levande födsel. Sålunda, år 2004, i en New York Times-publicerad artikel erkände stamcellsforskaren på Childrens Hospital i Boston, George Daley, att klonade djur visar många genetiska abnormiteter men tillade optimistiskt att ”Klonade vävnader verkar inte drabbas av samma problem”. I ljuset av de ackumulerande bevisen att klonade djur drabbas av störd genreglering har sådana provisoriska lugnande besked föga värde, även om Daley erkänner att hans optimistiska förutsägelser om att klonade vävnader kommer att visa sig vara normala för medicinska ändamål, ”fortfarande måste bevisas”.

Frågan om hur en normalt klonad vävnad ska vara beskaffad är inte enbart en detalj som behöver redas ut. I praktiken är det en fundamentalt omöjlig fråga att besvara. I fall klonade människoembryon ska användas som källa för stamceller kommer vi att stå inför en fråga i varje specifikt patientfall. Hur normalt är just detta embryo som vi kommer att använda för framställning av stamceller för att behandla en viss patient? Om man inte tillåter detta embryot att utvecklas och på ett precist sätt inte kan observera hur abnormt det eventuellt är så är det helt enkelt omöjligt att veta ifall det är normalt nog för medicinskt bruk. Varje patient kommer att vara ett experiment som inte utsatts för någon som helst kvalitetskontroll. Kanske just i ett fall kommer cellerna att vara normala nog för att bota en viss patient, men samtidigt kommer de kanske att vara så pass groteskt abnormala att de kommer att orsaka ett tillstånd som är värre en det som de var ämnade att bota.

Begränsningarna i vår förmåga att bestämma vilka klonade embryon som är tillräckligt normala för att skapa medicinskt användbara transplantat är sådana, att ingen forskning kan mäkta med dem om inte forskarna utvecklar någon form av test för att på förhand bestämma vilka klonade embryon som är tillräckligt normala. Att utveckla ett sådant test skulle med största säkerhet framtvinga ett scenario där man odlade mänskliga embryon till en mognadsgrad då normaliteten i dessas utvecklande vävnader kunde bestämmas empiriskt. Detta skulle innebära implantation av klonade embryon i surrogatlivmödrar för att senare aborteras vid olika specifika tidpunkter för att undersöka embryonas utveckling. Baserat på denna information är det möjligt, men samtidigt svårt, att identifiera egenskaper hos mycket unga embryon som visar ifall de är kapabla att generera terapeutiskt användbara vävnader. Huruvida amerikanerna är beredda att acceptera den okända och samtidigt potentiella risken att bli behandlade med stamceller av obestämd och i själva verket obestämbar kvalité eller huruvida de är villiga att acceptera den typen av experimenterande på mänskliga embryon och foster, vilket skulle vara nödvändigt för att försäkra oss om säkerheten hos de embryonala stamcellerna, är frågor av största sociala och moraliska betydelse.

Det var utan tvekan klart redan för fem år sedan att embryonala stamceller bildar kraftiga tumörer, teratom, när de transplanteras i en differentierad, vuxen vävnad och det är ett obestridligt faktum än idag. Teratom är godartade tumörer som innehåller en rad olika differentierade celltyper såsom hår, tänder, muskler m.fl. Dessa tumörer visar sig ofta vara dödande på grund av deras snabba tillväxthastighet men de är inte som maligna eller cancerösa tumörer vilka metastaserar till många ställen ut i kroppen. Förespråkarna för embryonala stamceller var mycket väl medvetna om den tumörbildande potentialen hos dessa celler. Mycket riktigt, bildandet av teratom efter injektion av embryonala stamceller till vuxna möss är fortfarande än idag det testet som används för att bestämma huruvida en forskare har lyckats frambringa en bona fide embryonal stamcellslinje. Förespråkarna för embryonala stamceller avfärdar emellertid detta hot genom att påstå att det skulle enbart vara fallet med de odifferentierade embryonala stamcellerna.

Embryonala stamceller

Dessa optimistiska prognoser har ingen grund i några vetenskapliga arbeten. Den tumörbildande potentialen hos embryonala stamceller har visat sig vara ett betydande problem som inte tycks kunna lösas inom en snar framtid. Mer än ett dussin artiklar under de senaste fem åren och fem artiklar enbart det senaste året, behandlar nybildningen av tumörer i djur behandlade med differentierade celler erhållna från embryonala stamceller. I åtskilliga av dessa studier hade en överväldigande andel av mellan 70 till 100 procent av försöksdjuren dukat under för dödliga tumörer. I samtliga fall trodde man att tumörerna härstammade från embryonala stamceller vilka antingen misslyckades med sin differentiering eller tappade sin differentiering efter transplantationen. Även om experimentella rutiner utformade för att reducera bildandet av tumörer från differentierade embryonala stamceller håller på att utarbetas, är det oklart ifall dessa tillvägagångssätt någonsin kommer att visa sig vara framgångsrika, särskilt då tumörerna, på grund av sin okontrollerade avdifferentiering av den embryonalt stamcellsbaserade vävnaden, är tillbaka i ett mera primitivt tillstånd, då de en gång transplanteras in i en differentierad, färdigutvecklad omgivning.

Ännu mer alarmerande än etableringen av benigna, men ändå dödliga tumörer, där flera studier under de senaste fem åren väckt farhågor, att ju längre de embryonala stamcellerna hålls i laboratoriet eller troligen i vävnaden hos vuxna patienter, desto mer sannolikt är att de omvandlas till maligna cancerceller. Embryonala stamceller ackumulerar spontant de genetiska abnormiteterna associerade med embryonal carcinom, vilken är en typ av testikelcancer. Embryonala carcinom, tror man, är cancerösa ekvivalenter till embryonala stamceller och de är en starkt metastaserande form av cancer. Även om detta fynd, att embryonala stamceller så småningom spontant förvandlas till cancerceller, kvarstår som omstritt, är det klart att några, om än inte alla, embryonala stamceller genomgår denna förvandling och att de faktorer som kontrollerar övergången inte är helt kända.

Påståendet att embryonala stamceller i laboratoriemiljö induceras till att bilda alla de celltyper som den färdigutvecklade mänskliga kroppen består av har upprepats så ofta att det verkar vara obestridligt. Vad som fattas i påståendet är det enkla faktum att det i själva verket inte finns några vetenskapliga bevis som stödjer detta. Försök har visat att embryonala stamceller deltar i normal embryonal utveckling, en observation som är lika sann för cancerbildande embryonala carcinomceller kallade även EC-celler. I samband med injektioner i tidiga musembryon av både embryonala stamceller och embryonala carcinomceller bidrar båda dessa slumpmässigt till alla vävnader i den växande organismen.

Mer dramatiska saker sker då embryonala stamceller initieras i musembryon under specifika experimentella betingelser, en procedur känd under namnet tetraploid komplementering (eng. Tetraploid complementation). Där får man dem att bilda alla de differentierade, vuxna celler som finns i en levande varelse. Dessa experiment bevisar att embryonala stamceller och embryonala carcinomceller behåller sin kapacitet att svara på ett adekvat sätt på de tillväxtsignaler som reglerar vävnadsutveckling i ett embryo och från dessa resultat kan vi sluta oss till att ifall embryonala stamceller vore ämnade för cellbaserade terapier på själva embryona skulle dessa terapier i så fall vara mycket lovande. Ett problem är självfallet att embryona inte är ändamålet för stamcellsbaserade terapier och att det inte finns någon anledning att tro att den potential som finns i embryonala stamceller i en embryonal miljö korresponderar med deras potential i icke-embryonala patienter.

För fem år sedan förutspådde de flesta forskare inom det embryonala stamcellsfältet självsäkert att vi snart skulle kunna bestämma den exakta sammansättningen av molekylära faktorer som är nödvändiga för att i laboratoriemiljö återskapa de mystiska inre processerna hos ett embryo. David Anderson, en stamcellsforskare vid Caltech, påstod frankt på New York Times debattsida att då forskningen en gång hade lärt sig de faktorer som krävs för återskapandet av embryonal utveckling skulle specifika molekyler helt enkelt kunna ”slängas in i petriskålarna som i en bubblande kittel” där de skulle kunna förvandla embryonala stamceller till en oändlig källa av ersättningsceller för vilken typ av vävnader som helst som vi önskar framställa.

Skepticismen för detta påstående var välgrundad. Under de senaste fem åren har det publicerats hundratals artiklar som ivrigt påstått att en viss ”celltyp X erhålls från embryonala stamceller”. Men dessa framgångar, om man granskar dem närmare, är mindre mirakulösa än de verkade vara. Det är relativt lätt att i ett laboratorium framställa celler ur stamceller som har åtminstone vissa av de egenskaper som finns hos normala, mogna celltyper. Men testet för att t.ex. få veta om en hjärncell som härstammar från en embryonal stamcell verkligen är en normal hjärncell innebär att man levererar den embryonala stamcellen in i hjärnan på ett färdigutvecklat djur och bestämmer ifall cellen överlever och bidrar till normal hjärnfunktion. Utöver det, ifall laboratorieframställda celler ska vara terapeutiskt användbara för behandling av mänskliga sjukdomar och skador, måste de visas ha terapeutiskt värde i fullvuxna djur. Det är inte tillräckligt att celler deriverade från embryonala stamceller enbart överlever i de fullvuxna individerna. De måste också kunna reparera den föreliggande sjukdomen eller skadan. Det är just den typen av test som celler erhållna från embryonala stamceller inte har visat sig klara av.

När celler erhållna från embryonala stamceller transplanteras till fullvuxna djur är cellernas vanligaste öde att dö. Faktiskt överlever inte större delen av den transplanterade vävnaden mer än några veckor i fullvuxna djur. Det enda undantaget är blodceller där ett litet antal av cellerna överlever längre i fullvuxna djur. Den snabba döden bland transplanterade celler erhållna från embryonala stamceller står i slående kontrast gentemot den stadiga överlevnaden bland bona fide vuxna, somatiska celler efter transplantation till fullvuxen vävnad. Vanligtvis har även de mest lovande experimenten som involverar transplantation av celler erhållna från embryonala stamceller visat måttliga positiva effekter som varar i några veckor. I några av de fall där små fraktioner av de transplanterade cellerna överlevt i månader ger inte denna lilla grupp av överlevande några terapeutiska fördelar.

Misslyckandet att få celler erhållna från embryonala stamceller att överleva efter transplantation till färdigutvecklade vävnader, antyder starkt, att forskningen ännu inte har lyckats visa hur man framställer normal vuxen vävnad från embryonala stamceller. Varför i så fall visar vissa studier måttliga fördelar under kort tid efter transplantationen i sådana vävnader? I många fall spekulerar författarna, att transplantat erhållna från embryonala stamceller inte ger några fördelar på grund av ersättningen av förlorade eller skadade celler men snarare på grund av att de transplanterade cellerna understödjer överlevnaden eller funktioner hos skadade vuxna vävnader genom utsöndring av specifika överlevnadsfaktorer. Sålunda förefaller de senaste fem årens måttfulla och kortsiktiga rapporterade fördelar för transplantat som man erhållit från embryonala stamceller inte alls fordra stamceller och de verkar infinna sig ändå, bara helt enkelt genom att man identifierar de nyttiga faktorerna producerade av de transplanterade cellerna och tillför dessa faktorer direkt.

I skuggan av de svåra problemen associerade med embryonala stamceller, noterade jag år 2002 att ”det inte finns några övertygande vetenskapliga bevis för att det offentliga ska stödja forskningen på embryonala stamceller”. Svåra vetenskapliga utmaningar är, per definition, de problem som forskningen inte kan rå på trots stora satsningar. Under de senaste trettio åren har hundratals miljarder dollar och oräkneliga arbetstimmar som framstående forskare världen över har lagt ner på denna forskning ägnats frågeställningar runt bortstötning och tumörbildning, men ännu utgör dessa frågor allvarliga vetenskapliga och medicinska utmaningar. Historiens mest briljanta biologer har i mer än etthundra år försökt utforska mysterierna med embryonal utveckling och trots de tydliga framstegen vi har gjort är vi ännu inte ens i närheten av att ha en färdig ”kokbok” för hur man ”tillreder” cellulära reparationspaket för behandling av mänskliga sjukdomar och skador. Bortstötning, tumörbildning och embryogenes har visat sig vara djupgående vetenskapliga utmaningar och de förefaller förbli så i årtionden framöver.

Forskarnas hybris inom det embryonala stamcellsfältet, vilka frankt påstod ”Ge oss några år av obegränsade resurser och vi kommer att ge svar på dessa svåra frågor och leverera undergörande stamcellskurer” var tydlig år 2002 och är ännu tydligare idag. De senaste fem åren har forskare haft fullständigt obegränsade resurser för forskning på embryonala stamceller och ännu återstår de viktiga vetenskapliga frågorna obesvarade. Forskarna har haft tillgång till alla de moderna molekylära verktyg som går att få tag på för användning i djurmodeller och ännu står de vetenskapliga frågorna obesvarade. Miljoner dollar har använts och hundratals vetenskapliga artiklar publicerats och ännu kvarstår frågorna. De utlovade mirakulösa kurer har ännu inte sett dagens ljus inte för möss och ännu mindre för människa.

I juni 2004 erkände Ron McKay från National Institute of Health i en intervju publicerad i Washington Post att forskarna inte var snara till att korrigera överdrivna anspråk på embryonala stamcellers medicinska potential. Ändå rättfärdigar McKay den typen av oärlighet genom att påstå att: ”Till att börja med behöver människorna en saga. Kanske är det orättvist, men de behöver en berättelse som är relativt lätt att följa”. Är det inte dags att amerikanerna inser att löftet om medicinska mirakler ur embryonala stamceller är just en saga?

Maureen L. Condic är professor i neurobiologi och anatomi vid University of Utah School of Medicine och hon forskar på utveckling och regenerering av nervsystemet.

Copyright © 2007 First Things 169, Januari 2007: 25-29 med benäget tillstånd.

Översättning: Mikolaj Malinowski