Astrocytes as Cellular Vehicles in Ex Vivo Gene Therapy Studies to the Rat Brain

Abstract: Popular Abstract in Swedish Neurodegenerativa sjukdomar karaktäriseras av långsam celldöd i hjärnan med en gradvis försämring av olika funktioner hos patienten. Ytterligare en gemensam nämnare är att de idag inte går att bota. En av dessa är Parkinsons sjukdom, som drabbar ungefär 0.1% av befolkningen, och inträder oftast i femtio- till sextioårsåldern med minskad rörlighet och muskelstelhet som mest framträdande symptom. Varför sjukdomen uppkommer är till stor del okänt, men man vet att de dopamin-producerande cellerna i mellanhjärnan (substantia nigra) dör, med dopaminförlust i hjärnans motoriska centrum (striatum) som konsekvens. De mediciner som finns idag fungerar bra under de första 5-10 åren, men därefter uppvisar den största delen av patienterna kraftiga svängningar i motorisk funktion med svårkontrollerade, ofrivilliga rörelser. Därför finns det ett stort behov av att hitta andra behandlingsformer för att lindra besvär och fördröja sjukdomsförloppet. Transplantation av dopaminproducerande vävnad från aborterade humana foster som alternativ behandlingsmetod har utförts i drygt tjugo år och givit positiva resultat. Det finns dock uppenbara problem, såsom tillgång till material samt etiska aspekter, vilket därför gör att man ihärdigt utforskar andra typer av celler. Hjärnan består i huvudsak av två celltyper: Nerv- och gliaceller. Gliacellen har länge ansetts bara fungera som en slags stödjecell till nervcellen med funktioner såsom att hantera tillförseln av näring (syre och glukos) från kapillär till nervcell, men idag vet man att deras existens är avgörande för nervcellens utveckling och hjärnans överlevnad. Astrocyter är en typ av gliaceller som visat sig ha goda överlevnadsegenskaper i samband med transplantation av dessa. I mitt avhandlingsarbete har jag jobbat med ex vivo genterapi, som innebär att man tar celler från en individ (djur eller människa), modifierar dem genetiskt, och därefter transplanterar dem till en mottagare. I mina arbeten har jag odlat astrocyter från embryonala mus-, rått- eller humanhjärnor, genmodifierat dem med hjälp av ett HIV-baserat virus (s.k. lentivirala vektorer) för att få dem att fungera som bärare och producenter av olika proteiner. Proteinerna i sin tur, beroende på typ och målsättning, verkar på en mängd olika sätt i hjärnan. Exempel på detta kan vara alltifrån att stimulera nervcellsöverlevnad (vid skada eller sjukdom, såsom Parkinsons sjukdom) till att endast uttrycka ett grönfluorescerande markörprotein i studiesyfte (som på omslaget till denna avhandling). Till skillnad från tidigare astrocytrelaterade studier, där man använt sig av andra virusbaserade vektorer för överföring av gener, har jag i denna avhandling visat att de lentivirusmodifierade astrocyterna har förmågan att efter transplantation uttrycka det nya proteinet i höga nivåer under längre tid. Innan genetiskt modifierade humana astrocyter kan appliceras för transplantation i kliniska försök, krävs det dock en vidareutveckling av vektor-systemet för att kunna erhålla en bestående effekt, samt reglera nivåerna av det terapeutiska proteinet efter transplantation till hjärnan.