Årsrapport 2013 Program for stamcelleforskning/stamceller ( )

Transkript

1 Årsrapport 2013 Program for stamcelleforskning/stamceller ( ) Året 2014 Dette var Program for stamcelleforskning sitt andre år. Prosjektene som ble innvilget i 2013, er nå godt i gang og Nasjonalt senter for stamcelleforskning har startet på sin andre periode. En ny utlysning med frist i februar 2015 ble planlagt av programstyret og publisert på Forskningsrådets nettsider. Det årlige nettverksmøtet finansiert av programmet, Norwegian Stem Cell Networking Meeting, ble avholdt oktober 2014, med om lag 80 deltakere. Som et ledd i det å formidle forskningsresultater til allmennheten, ble forskningsformidling vektlagt på nettverksmøtet. Programmets overordnede mål/formål Program for stamcelleforskning har som mål å utvikle og styrke kompetansen innenfor grunnforskning og klinisk forskning på stamceller med sikte på behandling av alvorlig og kronisk syke pasienter. Programmet skal gjennom forskning og innovasjon bidra til at norske pasienter i fremtiden kan tilbys stamcellebasert helsehjelp og behandling i Norge som er på høyden med det som tilbys i utlandet. Norge skal være en god internasjonal bidragsyter til forskning på dette området, på en måte som ivaretar enkeltmenneskets integritet og menneskeverd og holder høy etisk standard. Å stimulere til økt translasjonsforskning gjennom samarbeid mellom basalforskere og kliniske forskere er en viktig prioritering. Programmet har fire prioriterte tematiske områder: forskning for bedre forståelse av basale prosesser knyttet til vekst og differensiering av stamceller, karakterisering og validering av stamceller for bruk i klinikken, utvikling og implementering av prosedyrer og protokoller for reparasjon av skadet vev eller organ, og bruk og videreutvikling av induserte pluripotente stamceller (ips-celler). Program for stamcelleforskning skal videre stimulere til internasjonalt forskningssamarbeid på relevante og prioriterte programområder, og internasjonal forskerutveksling vil bli tillagt betydelig vekt. Økonomi og prosjektomfang Disponibelt budsjett i 2014: 35,7 mill. kroner Forbruk i 2014:21,3 mill. kroner Programmets finansieringskilder i 2014: 20 mill. kroner fra Helse- og omsorgsdepartementet Antall og type prosjekter i 2014: 16 prosjekter, hvorav 14 forskerprosjekter, 1 doktorgradsstipend i utlandet, samt en bevilgning til Nasjonalt senter for stamcelleforskning

2 Vurdering av måloppnåelse og faglige utfordringer Program for stamcelleforskning har i 2014 videreført programmets tre pilarer fra forrige periode: støtte til prosjekter basert på åpen konkurransebasert utlysning av forskningsmidler, bevilgning til Nasjonalt senter for stamcelleforskning, og finansiering av det årlige nettverksmøtet for norsk stamcelleforskning. Programmets hovedmål er å utvikle og styrke kompetansen innenfor grunnforskning og klinisk forskning på stamceller med sikte på behandling av alvorlig og kronisk syke pasienter. Gjennom nye prosjekter og planlegging av ny utlysning med frist i 2015, jobber programmet med å nå sine delmål. De første prosjektene er nå godt i gang og bevilgningen til Nasjonalt senter for stamcelleforskning er blitt videreført. Programmet har gjennom det årlige nettverksmøtet skapt en nasjonal og internasjonal møteplass, som har bidratt til tverrfaglig samarbeid. Programstyret vurderer finansieringen av denne møteplassen som viktig for norsk stamcelleforskning, og ønsker å videreføre og videreutvikle denne ordningen. Programmet har i løpet av de siste årene satt i gang en viktig satsing på forskning på ips-celler, bla gjennom rekruttering av en ny gruppeleder på feltet samt finansiering av flere nye prosjekter på området. Økt kompetanse og bedre infrastruktur for forskning på ips-celler vil gi muligheter for bedre forståelse av sykdommer på molekylært og cellulært nivå. Program for stamcelleforskning har en styrke i sitt målrettede tematiske fokus kombinert med fleksibilitet til å finansiere både grunnforskning og klinisk forskning. Dette muliggjør en helhetlig tilnærming til temaet som er svært viktig. Stamcelleforskning omfatter mange forskjellige problemstillinger og potensielle anvendelsesområder, og det er variasjon i hvor forskningsfronten befinner seg på de ulike områdene. Innsatsen kan dermed tilpasses utviklingen og variasjoner innenfor fagområdet, hvor målet om at satsingen skal komme pasienter til gode vektlegges. For å styrke den pasientnære delen av programmet har programstyret lagt opp til å kunne prioritere klinisk relevante forskningsprosjekter i den kommende utlysningen. Samarbeid, både mellom ulike grunnforskningsmiljøer og mellom basalforskere og klinikere, er sentralt. Å stimulere til translasjonsforskning er av stor betydning for å sikre at potensialet i den kunnskap som genereres innenfor basalforskning utnyttes i klinisk forskning, og vice versa. Det overordnede langsiktige målet om at satsingen på stamcelleforskning skal komme pasienter til gode, fordrer fokus på samarbeid mellom forskningsmiljøer og på translasjonsforskning. Nasjonalt senter for stamcelleforskning har en sentral funksjon når det gjelder å fremme translasjonsforskning på feltet. Internasjonalt er stamcelleforskning et område i vekst, og den norske satsingen på feltet er viktig for å bygge opp sterke og aktive forskningsmiljøer nasjonalt. Som et lite land er det vanskelig å dekke alle aspekter innenfor stamcelleforskningen. Det er derfor viktig at en nasjonal satsing bygger på områder der Norge har sterke forsknings- og fagmiljøer. 2

3 Analyse av prosjektporteføljen for 2014 med Health Research Classification System Health Research Classification System (HRCS) er et verktøy for å analysere forskningsinnsats på helsefeltet. HRCS-systemet gir profiler av forskningsporteføljen basert på type forskning (forskningsaktivitet) og relevans for helse og sykdom (helsekategori) ( Prosjekter med forbruk i 2014 har blitt kategorisert, med unntak av eventuelle bevilgninger til nettverk, sentre, arrangementsstøtte, administrative prosjekter. 11 forskningsprosjekter er inkludert i analysen for STAMCELLER, med et samlet forbruk på NOK 14 mill. kroner i Figur 1. Finansiering fordelt på HRCS hovedkategorier for forskningsaktivitet Figur 1. Summen av det fargede feltet over og under 0 % -linjen langs hver av de åtte loddrette aksene utgjør de respektive kategorienes prosentandel av de bevilgede midlene. Prosentandelene er også oppgitt nederst i figuren. Diagrammet viser at hovedvekten av forskningsaktiviteten er rettet mot forskning som kan underbygge forskning på sykdom (1) og utvikling av behandling og terapeutiske intervensjoner (5). 3

4 Figur 2. Finansiering fordelt på HRCS helsekategori Figur 2. HRCS klassifisering Health Category (helsekategori) Figuren viser fordeling av finansieringen av prosjektene på Health Category-dimensjonens hovedkategorier, med de respektive kategorienes prosentandel av de bevilgede midlene. Forskning som kan være relevant for mange/alle typer sykdom og helse kategoriseres med "Generic Health Relevance". Nøkkeltall, 2014 Antall prosjekter: 16, hvorav 5 nye forskerprosjekter startet opp i begynnelsen av 2014 Dr.gradsstipendiater: 1,0 årsverk, hvorav 1,0 kvinner Postdoktorstipendiater: 6,4 årsverk, hvorav 2,9 kvinner og 3,5 menn Prosjektledere: 16, hvorav 3 kvinner og 13 menn Måltall kvinner 2014 Det var i 2014 en kvinnelig og ingen mannlige doktorgradsstipendiater finansiert av programmet. Blant postdoktorstipendiatene var det en liten overvekt av menn. For prosjektledere er det en overvekt av menn. Det er for øvrig en oppgang i antall årsverk rekrutteringsstillinger. Dette skyldes at programmets nye prosjekter nå er godt i gang. 4

5 Resultatindikatorer, 2014 Resultatindikatorer Antall Publisert artikkel i periodika og serier 7 Publisert artikkel i antologi Publiserte monografier Rapporter, notater, artikler, foredrag på møter/konferanser rettet mot prosjektets målgrupper 13 Populærvitenskapelige publikasjoner (artikler/bøker, debattbøker/-artikler, høringer, utstillinger, skjønnlitteratur etc) Ferdigstilte nye/forbedrete prosesser Bedrifter utenfor prosjektet som har innført nye/forbedrete metoder/modeller/teknologi Kommentarer til tallene: Mange av programmets prosjekter startet opp i 2014 og derfor kan man forvente flere resultater de kommende årene. Nasjonalt senter for stamcelleforskning inngår ikke i disse tallene, og har levert en egen årsrapport for Det er knyttet 12 gruppeledere til senteret, 16 forskere, 41 postdoktorstipendiater, 63 phd- og 6 mastergrads-studenter, samt teknisk og administrativt personell (totalt 140 personer, hvorav 78 kvinner og 62 menn). Senterets medlemmer har i 2014 publisert 52 vitenskapelige artikler med referee. Flere av gruppelederne har også drevet allmennrettet formidling. Flere av gruppelederne ved sentret har også egne bevilgninger under programmet som de har rapportert direkte til Forskningsrådet for. Følgelig er det en viss grad av dobbeltrapportering, dvs. både via sentret og direkte til Forskningsrådet. Internasjonalt samarbeid 2014 Programmet innførte i 2013 en løpende utlysning av utenlandsstipend for doktorgrads-, postdoktorstipendiater og forskere med lønn finansiert av programmet. Denne ordningen er videreført i I utlysningen med frist februar 2015, har programstyret poengtert at pågående eller planlagt internasjonalt samarbeid vil være et viktig kriterium, og synliggjøring av dette vil telle positivt i vurderingen av søknadene. Det er spesielt oppfordret til utenlandsopphold for postdoktorer og unge forskertalenter, og dette vil bli tatt med i programstyrets behandling av søknadene. Viktigste aktiviteter i 2014 Programstyret Et nytt programstyre ble oppnevnt fra , bestående av syv medlemmer og to varamedlemmer. Styret består av fire norske medlemmer og tre medlemmer fra andre skandinaviske land. Programstyret har hatt to møter i løpet av året, hvor oppfølging av prosjekter, nettverksmøtet og planlegging av neste utlysning har vært sentralt. Formidling; forskningskommunikasjon Formidling fra prosjektene er viktig. I den forbindelse har programmet ønsket å få flere av forskerne med finansiering fra programmet til å formidle sine resultater i media. På nettverksmøtet var det en egen sesjon om forskningskommunikasjon i samarbeid med journalister fra Aftenposten og VG. Som oppfølging til denne sesjonen, har programmet jobbet med planleggingen av et eget kurs i forskningsformidling som vil bli avholdt i Finansiering; Oppstart av 7 nye prosjekter Program for stamcelleforskning bevilget 7 nye prosjekter med oppstart i årsskiftet

6 Finansiering; videreføring av bevilgning til Nasjonalt senter for stamcelleforskning Nasjonalt senter for stamcelleforskning ble etablert gjennom en øremerket bevilgning under Program for stamcelleforskning fra På grunnlag av en fagfellevurdert søknad fra Senteret, vedtok programstyret i 2013 å videreføre bevilgningen til senteret. Senterets andre periode startet i Det årlige nettverksmøtet Norwegian Stem Cell Networking Meeting ble avholdt oktober, med om lag 80 deltakere. Nettverksmøtet har skapt en møteplass for forskere på feltet, og deltakerne har fremhevet betydningen av denne typen møter for å stimulere til samarbeid, både nasjonalt og internasjonalt. Høydepunkter, resultater og funn Fem nye år med stamcelleforskning Forskningsrådets stamcelleprogram er inne i en ny femårsperiode. Hovedmålet ligger fast: å bidra til behandling av alvorlig og kronisk syke pasienter er det langsiktige målet for forskningen. Programmets nye prosjekter er startet opp Satsing på induserte pluripotente stamceller (ips-celler) er sentralt i programmet. Derfor valgte programstyret å innvilge flere prosjekter som skal forske på nettopp denne celle-typen. Prosjektene i Stamcelleprogrammet er varierte og har ulik inngangsport for å studere ips-celler. Noen bruker dem som forskningsverktøy for å finne ut mer om ulike sykdommer og teste om eksisterende legemidler kan brukes til å behandle sykdommene. Andre jobber med den grunnleggende forståelsen av hvordan ips-celler differensierer til spesialiserte celler og hvilke komponenter og forhold som kreves for vellykket celle-differensiering. I porteføljen er det også et prosjekt som utvikler en plattform for å lage ips-celler. Denne plattformen vil ha stort potensial for bruk av ips-celler til medisinsk behandling i klinikken, og vil kunne bidra til utvikling av individbasert behandling. Programmet har prosjekter som konsentrerer seg om spesifikke kroppsdeler, deriblant oppbygging av nytt beinvev og forskning på stamceller i øyet. Noen prosjekter ser på muligheten til å bruke stamceller til behandling av ulike sykdommer. Blant annet skal et prosjekt forske på en gruppe krefttyper karakterisert ved unormal blodproduksjon, Myelodysplastisk syndrom (MDS) (også kalt pre-leukemi). Defekte mitokondrier er årsak til mange sykdommer, deriblant nevrodegenerative lidelser som Parkinson, og i prosjektporteføljen til programmet er det et prosjekt som skal se på bruk av stamceller som behandling for defekter i mitokondriene. Resultater fra prosjektene Leonardo Meza-Zepeda: Epigenetic and genetic programs of mesenchymal stem cell differentiation: a genome-wide integrative approach. Spesialiserte celletyper, som f.eks. benceller, dannes at ved at stamceller går gjennom en prosess som kalles differensering. Såkalte mesenkymale stamceller (MSCer) kan differensiere til benceller og under denne prosessen skrus 'ben-gener' på mens andre gener skrus av. Det er mange komplekse prosesser i cellen som regulerer hvorvidt et gen er uttrykkt eller ikke. Et aspekt er hvordan DNAet er pakket rundt proteiner som kalles histoner i en struktur som kalles kromatin. Ved å studere modifikasjoner på histonproteinene der hvor et gen befinner seg i genomet, kan man si noe om hvorvidt genet er skrudd på eller av. Såkalte transkripsjonfaktorer 6

7 (TFer) er proteiner som binder kromatin. Hvis en TF binder i et regulatorisk område for et gen kan denne TFen være med på å regulere om genet er aktivt eller ikke. Vi har brukt dypsekvenseringsteknologi for å vise hvordan genuttrykk og kromatinstruktur endrer seg når MSCer differenserer til benceller. Vi fant at en rekke kreftrelaterte gener endrer kromatinstruktur uten at dette nødvendigvis korresponderer med endring i genuttrykk. For å forsøke å identifisere ukjente differensieringsregulatorer, valgte vi ut områder i genomet med kromatinendringer og brukte bioinformatiske metoder for predikere hvilke TFer som potensielt kunne binde her. Vi identifiserte TFene TEAD2 og GTF2I, og bekreftet funnene eksperimentelt. Vi har også, for første gang, demonstrert hvor i genomet TFen RUNX2, som er essensiell for regulering av bendifferensiering, binder DNA i osteoblaster. RUNX2-bundne gener er assosiert med prosesser som proliferering, migrering og programmert celledød, og en stor andel er koblet til nettverket av gener regulert av p53, et svært sentralt såkalt 'tumor suppressor' gen. Dette er interessant gitt nyere litteratur som viser en kobling mellom RUNX2 og kreft. Videre fant vi at RUNX2 binder i den såkalte 3' enden av gener med like stor frekvens som i 5' enden, noe som ikke er beskrevet tidligere. Morten C. Moe: Isolation of retinal stem cells from the adult human eye. I netthinnen (retina) omdannes lys til nerveimpulser som sendes videre inn i hjernen. Sykdommer som skader denne signaloverføringen er hyppigste årsak til alvorlig synsreduksjon i Norge. Inflammasjon og karnydannelse er viktige i utviklingen av mange retinale sykdommer, og fremdeles finnes ingen behandling som på lang sikt kan reparere slik skade. Nevrale stamceller kan på sikt åpne for utvikling av helt ny behandling av netthinnesykdommer. Vi har i dette prosjektet systematisk undersøkt prolifererende cellepopulasjoner både fra strålelegemet, regnbuehinnen og perifere netthinnen i det adulte humane øyet. Våre resultater, viser at disse cellepopulasjonene har langt færre egenskaper som minner om netthinnestamceller enn det tidligere publikasjoner antydet, men i stedet har egenskaper som mer kjennetegner epitelceller enn retinale stamceller. Våre undersøkelser styrker hypotesen vår om at epitelet i corpus ciliare/iris ikke opprettholder en populasjon av nevrale stamceller hos voksne mennesker som har evnen til å respondere på skader i netthinnen. Imidlertid tyder våre data på at det finnes 2 populasjoner av stamcellelignende celler helt perifert i netthinnen rundt perifere cyster, hvor bare den ene populasjonen aktivt migrerer mot skade i netthinnen, og således oppfyller et viktig kriterium for å være nevral stamcelle. Sammenfattet tyder våre data på at umodne celler i det adulte humane øyet mangler sentrale egenskaper for å kunne defineres som netthinnestamceller. Arne Klungland: Mapping of histone modifications in totipotent and pluripotent cells in vivo and characterization of a novel epigenetic mark. Mellom hver generasjon skjer det er rask omprogrammering av genene våre. De siste år er enkelte faktorer som bidrar til denne omprogrammeringen karakterisert, men siden det er vanskelig å arbeide med få celler, og eggceller og zygoter kan ikke renses i stort antall, er de fleste slike studier basert på antistoff. For å studere dette mer i detalj, arbeider vi med å karakterisere dynamiske regulatorer på histoner, som binder seg til DNA-molekylet, og DNA, i små cellepopulasjoner. Ved hjelp av gode internasjonale partnere har vi utviklet metoder for å studere dette i populasjoner ned til 100 celler og vi har også karakterisert nye dynamiske genregulatorer som bidrar til omprogrammering mellom generasjoner. 7