Laboratorielinjer
Cellinjer som härstammar från aborterad fostervävnad har varit ganska vanliga inom forskning och medicin sedan man på 1960-talet skapade WI-38-cellstammen, som härstammade från Wistar Institute i Philadelphia, Pennsylvania, och MRC-5, som kom från Medical Research Councils laboratorium i London (se Nature 498, 422-426; 2013). Virus förökar sig lätt i dessa celler och de används för att tillverka många globalt viktiga vacciner, bland annat mot mässling, röda hund, rabies, vattkoppor, bältros och hepatit A.
Omkring 5,8 miljarder människor har fått vaccin som tillverkats med dessa två cellinjer, som tillsammans med andra har blivit standardlaboratorieverktyg vid studier av åldrande och läkemedels toxicitet. (Forskning med dessa linjer omfattas inte av de amerikanska bestämmelserna om användning av färska fosterceller och vävnader och ingår inte heller i NIH:s databas). Under de senaste 25 åren har fostercellinjer använts för en rad medicinska framsteg, bland annat för att framställa ett storsäljande artritläkemedel och terapeutiska proteiner som bekämpar cystisk fibros och blödarsjuka.
Men vanliga fostercellinjer är av begränsad nytta för forskarna, eftersom de inte exakt efterliknar den naturliga vävnaden och endast representerar en delmängd av celltyperna: WI-38 och MRC-5, till exempel, härstammar från fosterlungor. Linjerna kan också ackumulera mutationer efter att ha replikerats in vitro över tid. Och för att skapa humaniserade möss som Su’s krävs hela delar av fosterorgan för att tillhandahålla tillräckligt många stamceller. Av alla dessa skäl vänder sig forskarna till färsk vävnad.
I USA samlas denna vävnad in vid medicinska centra och kliniker som utför aborter enligt ett lapptäcke av lagar och förordningar som reglerar samtycke, vävnadssamling och överföring (se ”Fostervävnad och lagen”). Enligt amerikansk lag kan kliniker få ut ”rimliga ersättningar” för att kompensera kostnaderna för att tillhandahålla vävnaden, men det är förbjudet att göra vinst på detta. Tjänstemän från Planned Parenthood säger att dess kliniker får ett fullständigt och informerat samtycke från kvinnor som väljer att donera kvarlevor av foster för forskning, och organisationen meddelade i oktober att dess kliniker inte längre kommer att få tillbaka kostnader på 45-60 dollar per prov för att samla in vävnaden.
Från klinikerna förs vävnaden av foster ofta vidare till leverantörer av biologisk forskning, som agerar som mellanhänder och bearbetar vävnaden innan de säljer den till forskarna. Su betalar 830 dollar för varje prov av levervävnad från foster som levereras till hans laboratorium av en av de mest använda leverantörerna, Advanced Bioscience Resources i Alameda, Kalifornien.
HIV och aids
Den kategori av arbete med fostervävnad som får mest NIH-finansiering är studiet av hiv och aids: det står för 64 av de 164 NIH-bidragen. Forskare inom detta område har länge kämpat med bristen på effektiva modeller för denna unikt mänskliga sjukdom. Standardmodellerna, makaker, är dyra att föda upp, är infekterade med SIV i stället för hiv och har immunsvar som skiljer sig från människans. Flexibiliteten och anpassningsförmågan hos fostervävnad – och dess rikedom som källa till stamceller – har gjort det möjligt att skapa ett antal möss med humaniserade immunsystem.
Prominent bland dessa är BLT-musen (bone marrow-liver-thymus), som skapades 2006. Denna modell framställs genom att förstöra djurets immunsystem och sedan kirurgiskt transplantera lever- och thymusvävnadsfragment från ett mänskligt foster till musen. Immunförsvaret humaniseras ytterligare genom en benmärgstransplantation med hjälp av blodbildande stamceller från samma lever från fostret. Djuret gör det möjligt att studera t.ex. immunreaktioner som är viktiga för att utveckla ett effektivt hiv-vaccin. Musen har ”påskyndat studiet av hiv-patogenes och nya metoder för att utnyttja antiviral immunitet för att kontrollera hiv”, står det i en nyligen publicerad översikt av flera NIH-finansierade forskare som använder musen.
Musen har också bidragit till att visa att profylaktiska läkemedel kan förhindra vaginal hiv-infektion – en strategi som nu befinner sig i ett sent skede av prövningar på människor. Djuret används för närvarande för att undersöka hur genital infektion med herpes simplex-virus förändrar immuniteten i den vaginala slemhinnan, vilket gör det lättare för hiv att infektera. På liknande sätt använder Su nu sin humaniserade mus för att undersöka de mekanismer genom vilka hepatit C- och hiv-saminfektion kan påskynda leversjukdom.
Det finns nackdelar: BLT-musens genomsnittliga livslängd är relativt kort, endast cirka 8,5 månader, eftersom djuren tenderar att utveckla cancer i thymus. Och det humaniserade immunsystemet är inte ärftligt, så modellen måste skapas om och om igen – vilket leder till den ständiga efterfrågan på fostervävnad som stör abortmotståndarna så mycket.
Mänsklig utveckling
På vissa forskningsområden kan fostervävnad med tiden ersättas av andra material och metoder: alternativa, flexibla celltyper, bland annat humana ES-celler och inducerade pluripotenta stamceller (iPS-celler), och organoider, som är laboratorieskapade cellstrukturer som liknar vävnad från normala organ. Men det finns ett område där man enligt forskarna per definition behöver vävnad från foster: studier av tidig mänsklig utveckling och varför den ibland går fel.
”Vävnad från mänskliga foster kommer troligen aldrig att ersättas inom vissa forskningsområden, särskilt när det gäller fosterutveckling”, säger Wolinetz. Och tillämpningen av sådant arbete går långt utöver att förstå utvecklingsstörningar som medfödda hjärtsjukdomar eller andra missbildningar, säger Neil Hanley, endokrinolog vid University of Manchester, Storbritannien. ”För ett stort antal sjukdomar och störningar hos vuxna vet vi nu att de har sitt ursprung under den mycket tidiga mänskliga utvecklingen”, säger han, och nämner typ 2-diabetes och schizofreni som exempel. ”Och om man inte förstår det normala kommer man inte att förstå det onormala.”
De 30 utvecklingsbiologiska bidrag som involverar fostervävnad och som beviljades av NIH 2014 sträcker sig från en studie av differentieringen av myoblaster, som är embryonala föregångare till muskelceller, till flera undersökningar av utvecklingen av urin- och könsorganen – studier med relevans för till exempel hypospadi, ett vanligt tillstånd där urinröret inte kan stängas och där penisens undersida är ofullständigt formad. Ett projekt går ut på att skapa en tredimensionell atlas över genuttrycket i genitalknölen, som är en föregångare till penis. Ett annat projekt handlar om att undersöka genaktiviteten i cellerna i fostrets tarm för att hjälpa till att förklara överdriven tarminflammation hos för tidigt födda barn. Hanley säger att sådana studier är viktiga, särskilt eftersom genreglering – den finstämda symfoni som styr när och var generna är aktiva – kan variera markant mellan olika arter, vilket innebär att resultat från andra djur ofta inte gäller för människor.
Mer än hälften av de 30 bidragen går till studier av hjärnans utveckling, och många av dessa projekt syftar till att göra framsteg i kampen mot sjukdomar som autism, schizofreni och Alzheimers sjukdom. Larry Goldstein, neurobiolog vid University of California San Diego School of Medicine i La Jolla, använder celler som kallas astrocyter från hjärnor från aborterade foster för att ge näring åt neuroner som han har framställt från iPS-celler och som har mutationer som förknippas med Alzheimers sjukdom. Astrocyterna antas utsöndra faktorer som håller neuronerna friska i kulturen, och han använder systemet för att studera sjukdomens patogenes och testa potentiella läkemedel.
Goldstein hoppas så småningom kunna få fram astrocyterna också från iPS-celler. Men ”de astrocyter från mänskliga foster som vi får för närvarande är den guldstandard som vi använder, och kommer att använda, för att jämföra astrocyter som vi framställer genom differentiering”, säger han. Han har också använt neuroner från aborterade fosterhjärnor för att jämföra dem med de neuroner som tillverkats från iPS-celler.4 ”Så länge fostervävnad finns tillgänglig är detta en mycket värdefull användning av den”, säger han.
Andra 23 av NIH:s bidrag som använder sig av fostervävnad handlar om ögats utveckling och sjukdomar. Skador på det retinala pigmentepitelet (RPE), ett enda lager av celler på baksidan av ögat, har en nyckelroll i ett antal ögonsjukdomar, inklusive åldersrelaterad makuladegeneration, den vanligaste orsaken till blindhet hos vuxna i den utvecklade världen. Under 2000-talet gjordes framsteg när det gäller att skapa cellkulturer med RPE från fosterögon, vilket gjorde det möjligt för forskare att studera dessa cellers funktion i en skål. Och även om vissa forskare har använt sig av stamceller för att generera RPE, fortsätter de i likhet med Goldstein att använda vävnad från foster som ett riktmärke för normal utveckling och funktion.
Goldstein gick med på att tala med Nature, säger han, eftersom ”någon måste tala ut på ett ansvarsfullt sätt”. Han betonade att han och hans kollegor tänker mycket på etiken i sitt arbete. ”Vi är inte glada över hur materialet blev tillgängligt, men vi skulle inte vara villiga att se det slösas bort och bara kastas bort.”
Enstaka gånger används fostervävnad för kliniskt arbete. Förra året inledde ett företag vid namn Neuralstem i Germantown, Maryland, i samarbete med forskare vid University of California, San Diego, en studie där stamceller från fostrets ryggmärg implanterades för att behandla ryggmärgsskador. I maj inledde forskare i Storbritannien och Sverige en studie där dopaminerga neuroner från aborterade foster transplanteras till hjärnor hos patienter med Parkinsons sjukdom (se Nature 510,195-196; 2014). Forskning med fostervävnad är mindre kontroversiell i länder där abort är mer allmänt accepterat.
Obehaglig visning
Planned Parenthood-videorna fick till och med vissa anhängare av forskning på fostervävnad att känna sig obekväma. I en video beskriver läkaren Deborah Nucatola, gruppens överdirektör för medicinska tjänster, hur hon krossar foster över och under viktiga organ för att bevara dem intakta för forskning. Hon beskriver också hur hon vänder ett foster i sätesläge för att leverera huvudet sist, när livmoderhalsen är mer utvidgad, och på så sätt bevara hjärnan.
Detta väckte frågan om huruvida läkare ändrar aborttekniker för att tillgodose önskemål om forskning, vilket bryter mot en allmänt accepterad princip om forskningsetik. Arthur Caplan, bioetiker vid New York University School of Medicine, avfärdar videorna som ”ren politik”, men en del av filmerna ”fick mitt ögonbryn att böjas”, säger han. ”Man kan inte använda ett annat tillvägagångssätt än abort för att försöka bevara något. Det är helt enkelt förbjudet.”
Planned Parenthoods taleskvinna Amanda Harrington säger att organisationen inte känner till några fall där metoden för en abort har ändrats för att bevara organ. Men, tillägger hon, ”om mindre justeringar som inte har någon betydelse för kvinnans hälsa och säkerhet görs när kvinnan har uttryckt en önskan om att donera vävnad, är det helt lämpligt och etiskt och lagligt”. Kvinnors hälsa och säkerhet, säger hon, ”har alltid högsta prioritet”.
Frågan för många forskare är vad kontroversen kommer att leda till. I spåren av skjutningarna i Colorado backade vissa republikaner i kongressen från tidigare försök att avveckla Planned Parenthood, och president Obama förväntas lägga in sitt veto mot varje lagförslag som gör det. Detta innebär att den bestående skadan av videorna kan sluta med att den inte drabbar Planned Parenthoods budget, utan vetenskapen. Sedan juli har fyra lagförslag som skulle kriminalisera eller på annat sätt begränsa forskningen lagts fram i den amerikanska kongressen, och lagstiftare har inlett liknande försök i ett dussintal delstaters lagstiftande församlingar. (Missouri, Arizona och North Dakota förbjuder redan forskningen.)
Su kände att klimatet för hans forskning blev kallare när en ny lag i North Carolina undertecknades den 1 oktober som gör det till ett brott att sälja fostervävnad för vilken summa som helst inom delstaten. Su får den vävnad han använder från länder utanför delstaten, men budskapet bakom den nya lagen oroar honom. ”Jag hoppas att den nuvarande kontroversen, eller eventuella ingripanden från kongressen, inte kommer att bromsa den biomedicinska forskningen”, säger han. ”Fördelen är större än nackdelen med detta.”
Kontroversen ”äventyrar absolut forskningen om fostervävnad”, säger Caplan. ”Det är osannolikt att unga forskare ger sig in på ett område som är omtöcknat av kontroverser, där finansieringen är osäker och fysiska hot är en verklig möjlighet.”
Caplan säger att det kan uppstå paralleller till händelserna i början av 2000-talet, när användningen av mänskliga ES-celler i amerikansk forskning blev politiskt laddad. Då antogs stränga federala bestämmelser om NIH:s finansiering av forskningen, men vissa delstater, bland annat Kalifornien och Massachusetts, reagerade genom att ändå skjuta till pengar till vetenskapen.
”För att komma vidare är verkligheten den att forskning om fostervävnad inte behöver finansieras eller tillåtas överallt”, säger Caplan. ”Den måste tillåtas någonstans.”
Denna artikel återges med tillstånd och publicerades först den 7 december 2015.