Kluczowa różnica - komórki IPS vs embrionalne komórki macierzyste
Istnieje kilka typów komórek macierzystych, które można wykorzystać do regeneracji tkanek w inżynierii tkankowej i gojeniu ran. Wśród nich embrionalne komórki macierzyste służą jako główne i najbardziej odpowiednie typy komórek macierzystych, ponieważ są z natury pluripotencjalne. Pluripotencja to zdolność komórki do różnicowania się w wiele lub wszystkie typy komórek w ciele dorosłego. Ludzkie embrionalne komórki macierzyste są w stanie różnicować się w ponad 200 wyspecjalizowanych typów komórek występujących u człowieka. Są izolowane z wewnętrznej masy komórkowej zarodka zapłodnionego in vitro, który ma kilka dni i jest używany w inżynierii tkankowej i leczeniu chorób. Jednak ze względu na kwestie etyczne związane z embrionalnymi komórkami macierzystymi, naukowcy próbują stworzyć sztuczne pluripotencjalne komórki macierzyste in vitro poprzez indukowanie ekspresji genów dorosłych komórek somatycznych. Są znane jako indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (komórki IPS). Kluczowa różnica między komórkami IPS a embrionalnymi komórkami macierzystymi polega na tym, że indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste to dorosłe komórki somatyczne, które są generowane i genetycznie przeprogramowywane tak, aby funkcjonowały jako embrionalne komórki macierzyste i stawały się pluripotencjalne, podczas gdy embrionalne komórki macierzyste są naturalnie pluripotencjalne.
SPIS TREŚCI
1. Przegląd i kluczowe różnice
2. Czym są komórki IPS
3. Czym są embrionalne komórki macierzyste
4. Porównanie bezpośrednie - komórki IPS vs embrionalne komórki macierzyste
5. Podsumowanie
Co to są komórki IPS?
Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (komórki IPS) to komórki opracowane przez naukowców w celu naśladowania naturalnych pluripotencjalnych komórek macierzystych zwanych embrionalnymi komórkami macierzystymi. Komórki te są konstruowane w warunkach in vitro w laboratoriach. Ekspresja genów dorosłej komórki jest przeprogramowywana w celu wywołania różnicowania w indukowanych pluripotencjalnych komórkach macierzystych. Stąd komórki IPS wykazują takie same właściwości jak embrionalne komórki macierzyste, takie jak samoodnowa, różnicowanie itp. Jednak według literatury i ekspertów medycznych komórki IPS nie są identyczne z komórkami ES.
Komórki IPS zostały po raz pierwszy skonstruowane na Uniwersytecie w Kioto w Japonii przez Shinya Yamanakę i zespół w 2006 roku. Wykorzystali oni mysie fibroblasty do wytworzenia komórek IPS, a geny są dostarczane przy użyciu retrowirusów jako wektorów. Po drugie, komórki IPS zostały opracowane w 2007 roku przy użyciu komórek ludzkich. Wielu naukowców generuje komórki IPS, które są prawie identyczne z komórkami ES. Potrzebne są jednak dalsze badania, aby bezpiecznie i skutecznie wykorzystać te komórki IPS w terapii komórkowej.
Podczas procesu przeprogramowywania fibroblastów w celu rozwoju komórek IPS, indukcja genów komórek ES i supresja genów fibroblastów powinny być wykonane ostrożnie i prawidłowo. W przeciwnym razie otrzymane komórki nie będą działać jako komórki ES.
Komórki ES mają względy etyczne. Można tego uniknąć dzięki ogniwom IPS. Ogniwa IPS są łatwe w użyciu w porównaniu z ogniwami ES. Jednak rozwój IPS wiąże się z wieloma wyzwaniami, takimi jak niska wydajność, insercja genomu, niepełne przeprogramowanie itp. Istnieje szansa wprowadzenia mutacji jako części kreacji. Metylacja DNA jest ważnym wydarzeniem w komórkach włączania i wyłączania genów oraz regulacji ekspresji genów. Jest to ważne dla budowy komórek IPS również podczas przeprogramowania genetycznego. Dlatego konieczne jest przyjrzenie się wzorcom metylacji komórek ES i opracowanie takich samych wzorców w komórkach IPS, aby stworzyć idealnie identyczne komórki IPS z komórkami ES. Tylko komórki IPS mogą pewnie i bezpiecznie zastąpić komórki ES w badaniach i terapii.
Te komórki nie są jeszcze stosowane w leczeniu chorób ludzi. Nadal są używane w testach na zwierzętach. Jednak jednym z głównych celów konstruowania komórek IPS jest wykorzystanie ich u pacjentów z chorobą Parkinsona, a później do tworzenia tkanek i wielu złożonych terapii chorób.
Rysunek 01: Indukowany proces rozwoju pluripotencjalnych komórek macierzystych
Co to są embrionalne komórki macierzyste?
Embrionalne komórki macierzyste (komórki ES) to niezróżnicowane komórki znajdujące się w wewnętrznej masie komórek rozwijającego się zarodka. Mają wrodzoną zdolność samoodnawiania i różnicowania się we wszystkie typy komórek osoby dorosłej. Dlatego są również znane jako pluripotencjalne komórki macierzyste. Potencjał szybkiego podziału komórek sprawia, że nadają się do regeneracji tkanek i gojenia ran. Embrionalne komórki macierzyste rosną głównie w trzech pierwotnych listkach zarodkowych, takich jak ektoderma, endoderma i mezoderma, które później są różnicowane w różne typy komórek ludzkiego ciała. Dlatego komórki ES są cennym narzędziem w medycynie regeneracyjnej.
Komórki ES są izolowane z zapłodnionej in vitro komórki jajowej, która rozwija się w kilkudniowy zarodek. Należy wiedzieć, że termin „embrionalne komórki macierzyste” nie jest używany w odniesieniu do komórek macierzystych pochodzących z embrionu rozwiniętego w ciele kobiety. Komórki macierzyste pobrane z kilkudniowego embrionu są utrzymywane w laboratoriach jako linie embrionalnych komórek macierzystych. Jeśli zapewnione są odpowiednie warunki, możliwe jest utrzymanie niezróżnicowanych komórek macierzystych w laboratoriach.
Embrionalne komórki macierzyste są prekursorami wszystkich typów komórek organizmu, w tym komórek mięśni, nerwów, wątroby i wielu innych. Jeśli naukowcy są w stanie prawidłowo kierować różnicowaniem komórek ES utrzymywanych in vitro, mogą wykorzystać te komórki do leczenia niektórych chorób, takich jak cukrzyca, urazowe uszkodzenie rdzenia kręgowego, dystrofia mięśniowa Duchenne'a, choroby serca oraz utrata wzroku i słuchu itp.
Rysunek 02: Ludzkie embrionalne komórki macierzyste
Jaka jest różnica między komórkami IPS a embrionalnymi komórkami macierzystymi?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
Komórki IPS a embrionalne komórki macierzyste |
|
| Komórki IPS to komórki generowane in vitro przez przeprogramowanie dorosłych komórek somatycznych tak, aby naśladowały komórki ES. | Komórki macierzyste, które są izolowane z kilkudniowego embrionu, nazywane są embrionalnymi komórkami macierzystymi. |
| Izolacja od embrionu | |
| Komórki IPS nie są komórkami embrionalnymi. | Komórki ES to naturalne komórki embrionalne. |
| Pluripotencja | |
| Komórki IPS to sztuczne komórki pluripotencjalne. | Komórki ES są komórkami pluripotencjalnymi |
Podsumowanie - komórki IPS vs embrionalne komórki macierzyste
Komórki IPS naśladują komórki ES. Ale nie są one idealnie identyczne z komórkami ES. Oba typy komórek wykazują pluripotencję. Oba typy komórek mają ogromny potencjał do wykorzystania w inżynierii tkankowej i leczeniu chorób. Jednak wykorzystanie tych komórek w terapii chorób ludzi nadal nie jest praktykowane ze względu na kwestie etyczne i bezpieczne. IPS są generowane przez genetyczne przeprogramowanie dorosłych komórek. Nie są izolowane od zarodka. Komórki ES są izolowane z kilkudniowej komórki jajowej zapłodnionej in vitro. Na tym polega różnica między komórkami IPS a embrionalnymi komórkami macierzystymi.
