Varje år får runt 30?000 människor i Sverige en stroke. Men antalet anhöriga som påverkas är mycket större. Stroke är idag den vanligaste orsaken till bestående funktionsnedsättning och globalt sett är det den näst vanligaste dödsorsaken. Det är en samhällsbörda som bara växer med en allt mer åldrande befolkning.
Därför har EU beslutat att satsa 12 miljoner euro (cirka 110 miljoner kr) i forskningskonsortiet Targetbrain, som ska studera nya strategier för att stödja återhämtning och funktionell återkomst efter stroke.
Själva stroken efterföljs av en inflammation, som är en reaktion från kroppens immunsystem. Den reaktionen har länge setts som något som måste bekämpas. Targetbrain ska undersöka om det istället är så att immunsystemet tvärtom kan bidra till återhämtningen efter en stroke. Det är en teori som också skulle kunna anammas även på andra neurodegenerativa sjukdomar och trauma.
– Vi ska undersöka om vi kan påverka det inflammatoriska svaret och därmed stimulera läkningen efter en stroke, samt om stamcellsterapi kan förstärka den terapeutiska effekten. Projektet går ut på att identifiera nya möjligheter till behandlingar, säger Zaal Kokaia, professor och chef för Stamcellscentrum vid Lunds universitet och koordinator för hela projektet.
Projektet leds från Lund och ger enligt Zaal Kokaia möjlighet att samarbeta med forskargrupper som man normalt inte skulle samarbetat med.
– Grupperna är utvalda så att de kompletterar varandra. En del av dem har aldrig arbetat med stroke tidigare, men är unika inom sitt expertområde. Förutom strokeläkare har vi med forskare som är duktiga på molekylärbiologi, neuroimmunologi, avbildning och elektrofysiologi. Det tillför värde att grupperna är så olika och bidrar med olika expertis.
Vid en stroke dör nervceller, astrocyter och flera andra sorters celler på grund av syrebrist och den toxiska miljön. Beroende på var i hjärnan det sker kommer det att påverka motorik, tal, kognition, minne och andra funktioner. Kort därefter aktiveras en spontan läkningsprocess i hjärnan. Patienterna kommer till slut att återhämta sig, en del helt och hållet, andra väldigt lite.
– Med stamcellsteknologi kan vi utnyttja stamcellernas kapacitet att förstärka läkningsprocessen, säger Zaal Kokaia.
I Lund kommer man angripa problemet på tre olika sätt. Det första är att transplantera stamceller in i hjärnan. Detta görs genom att borra hål i skallbenet och injicera stamcellerna i utkanten av det skadade området. Döda celler ersätts med stamceller som stimuleras att bilda nya neuroner och astrocyter.
– Cellerna som finns kvar, som överlevde stroken, måste förändra sin struktur och funktion för att överta de döda cellernas ansvar och funktion. Vi hjälper dem genom att transplantera stamceller, som också vandrar in i det skadade området för att hjälpa till att läka skadan.
Det andra sättet är att försöka förstå hur stamcellerna som redan finns på plats i hjärnan verkar och fungerar för att förstärka deras roll i tillfrisknandet. I djurförsök har det visats att 80-90 procent av de celler som nybildas efter en stroke dör innan de utvecklas vidare. En del av projektet ska undersöka hur man kan försöka öka deras livslängd.
– Ett annat problem när hjärnceller dör är att det är långa avstånd i hjärnan, till exempel från de egna stamcellerna lokaliserade kring hjärnans hålrum, till ett strokedrabbat område i hjärnbarken. Vi måste lära oss mer kring hur vi ska styra de nybildade nervcellernas migration till det skadade området.
Den tredje delen riktar in sig mot immunförsvaret. Vid en hjärnskada aktiveras immunförsvaret vars reaktion skapar en inflammation. Den i sin tur skapar ytterligare skada som dödar fler celler, men producerar även tillväxtfaktorer och andra ämnen som hjälper till vid läkningen.
– Här vill vi förstärka de positiva komponenterna i immunförsvarsreaktionen och undertrycka de skadliga eller negativa komponenterna i immunreaktionen. Det inflammatoriska svaret påverkar även transplanterade och endogena stamceller. Genom att modulera det inflammatoriska svaret kan vi förhoppningsvis också förstärka stamcellsbehandlingen, säger Zaal Kokaia.
Effekten beror på vilken typ av celler som injiceras, när de injiceras i förhållande till skadetillfället och var i hjärnan de injiceras. Än så länge bedrivs forskningen på möss och råttor. Forskning på människor idag syftar till att förstå vilka kategorier av patienter som kan vara lämpliga för den här sortens behandling i framtiden.
En annan del av projektet, som leds från Göteborg, ska undersöka astrocyter som också är delaktiga i det neuroinflammatoriska svaret. Astrocyter är de största av gliacellerna och ser ut som spretiga buskar till utseendet. De har flertalet utskott som går från cellkroppen och många av utskotten är i kontakt med på andra astrocyter, nervceller, synapser, hjärnyta eller blodkärlsväggar. Forskning visar att dessa celler inte bara kontrollerar och stödjer nervceller, utan även är involverade vid läkning av skador i hjärnan.
Andra gliaceller är mikro-glia, som till skillnad från andra gliaceller och nervceller är av mesodermalt ursprung, och har en fagocyterande funktion och städar efter skadan genom att de avlägsnar bland annat resterna av döda nervceller och andra gliaceller. De spelar sannolikt också en viktig roll vid inflammatoriska processer i hjärnan.
– Genom att modulera astrocyternas aktivitet kan vi också påverka läkningsprocessen, både i strokens akuta fas och i den senare kroniska fasen, där astrocyternas roll i plasticitet och regeneration startar, säger Milos Pekny, professor vid laboratoriet för astrocytbiologi och regeneration i centrala nervsystemet vid Sahlgrenska akademin i Göteborg.
– I vårt projekt ska vi nu försöka ta reda på samspelet mellan komponenter i det inflammatoriska systemet, det vill säga mikroglia och makrofager å ena sidan och astrocyter å andra sidan, och hur vi farmakologiskt kan påverka dessa.
Det kommer bland annat att göras genom att utvärdera olika substanser som kan påverka reaktiva astrocyter och deras funktion vid stroke. Reaktiva astrocyter har en viktig roll i den tidiga fasen efter stroke genom att de begränsar skadan och hindar toxiska substanser från spridning. Men i den senare fasen kan samma reaktiva astrocyter försvåra läkningen.
– Om vi farmakologiskt kan hämma eller försvaga detta, framför allt i den senare kroniska fasen och studera inom vilka specifika tidsintervall vi ser bäst resultat, kan vi öka hjärnans plasticitet och regeneration, vilket är positivt för läkningen och funktionsåterkomst.
Förhoppningen är att detta på längre sikt ska kunna leda till olika möjliga behandlingar för lämpliga patienter.
– Vårt primära syfte är att utveckla nya strategier och öka vår kunskap, eftersom vi fortfarande vet för lite vad som händer i samspelet mellan individuella komponenter i det neuroinflammatoriska systemet vid en stroke. Vi är övertygade att astrocyter är en viktig måltavla att sikta på för att få ett bättre utfall hos strokepatienter. Men först måste vi förstå hur astrocyter fungerar i stroke för att sedan ta reda på när och hur vi på bästa möjliga sätt kan påverka deras funktion, säger Milos Pekny.
