Rozdiel medzi bunkami IPS a embryonálnymi kmeňovými bunkami

Kľúčový rozdiel - bunky IPS vs embryonálne kmeňové bunky
 

Existuje niekoľko typov kmeňových buniek, ktoré sa môžu použiť na regeneráciu tkanív v tkanivovom inžinierstve a hojení rán. Z nich embryonálne kmeňové bunky slúžia ako hlavné a najvhodnejšie typy kmeňových buniek, pretože sú prirodzene pluripotentné. Pluripotencia je schopnosť bunky diferencovať sa na mnoho alebo všetky typy buniek v tele dospelých. Ľudské embryonálne kmeňové bunky sú schopné diferencovať sa na viac ako 200 špecializovaných typov buniek nájdených u ľudí. Sú izolované z hmoty vnútorných buniek in vitro oplodnené embryo, ktoré je staré niekoľko dní a používa sa na tkanivové inžinierstvo a na liečenie chorôb. Avšak, kvôli etickým problémom súvisiacim s embryonálnymi kmeňovými bunkami sa vedci snažia vytvoriť umelé pluripotentné kmeňové bunky in vitro indukciou génovej expresie dospelých somatických buniek. Sú známe ako indukované pluripotentné kmeňové bunky (Bunky IPS). Kľúčový rozdiel medzi bunkami IPS a embryonálnymi kmeňovými bunkami je taký pluripotentné kmeňové bunky indukované sú dospelé somatické bunky, ktoré sú generované a geneticky preprogramované tak, aby fungovali ako embryonálne kmeňové bunky a stali sa pluripotentnými zatiaľ čo embryonálne kmeňové bunky sú prirodzene pluripotentné.

OBSAH
1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo sú bunky IPS
3. Čo sú embryonálne kmeňové bunky
4. Porovnanie bok po boku - bunky IPS vs embryonálne kmeňové bunky
5. Zhrnutie

Čo sú bunky IPS?

Indukovaný pluripotentný kmeň bunky (IPS bunky) sú bunky vyvinuté vedcami tak, aby napodobňovali prírodné pluripotentné kmeňové bunky nazývané embryonálne kmeňové bunky. Tieto bunky sú skonštruované pod v vitro podmienky v laboratóriách. Génová expresia dospelej bunky sa preprogramuje tak, aby vyvolala diferenciáciu v indukovaných pluripotentných kmeňových bunkách. Preto bunky IPS vykazujú rovnaké vlastnosti ako embryonálne kmeňové bunky, ako sú samoobnovovanie, diferenciácia atď. Podľa literatúry a lekárskych odborníkov však bunky IPS nie sú identické s bunkami ES..

IPS bunky boli prvýkrát skonštruované na Kjótskej univerzite v Japonsku Shinya Yamanaka a tímom v roku 2006. Používali myšie fibroblasty na generovanie IPS buniek a gény sa dodávali pomocou retrovírusov ako vektorov. Po druhé, bunky IPS boli vyvinuté v roku 2007 pomocou ľudských buniek. Mnoho vedcov vytvára bunky IPS, ktoré sú takmer totožné s bunkami ES. Sú však potrebné ďalšie výskumy na bezpečné a efektívne použitie týchto buniek IPS na bunkovú terapiu.

Počas procesu preprogramovania fibroblastov na vývoj buniek IPS by sa mala dôkladne a správne vykonávať indukcia génov ES buniek a supresia génov fibroblastov. V opačnom prípade nebudú výsledné bunky fungovať ako bunky ES.

ES bunky majú etické úvahy. IPS bunkami sa tomu dá vyhnúť. IPS bunky sú ľahko použiteľné v porovnaní s ES bunkami. Vývoj IPS však má mnoho výziev, ako je nízka účinnosť, genómové vloženie, neúplné preprogramovanie atď. Existuje šanca zaviesť mutácie ako súčasť tvorby. Metylácia DNA je dôležitou udalosťou v bunkách na zapnutie a vypnutie génov a reguluje génovú expresiu. Je dôležitý pre konštrukciu IPS buniek aj počas genetického preprogramovania. Preto je potrebné pozrieť sa na metylačné vzorce ES buniek a vyvinúť rovnaké vzory v IPS bunkách, aby sa vytvorili úplne identické IPS bunky s ES bunkami. Iba bunky IPS môžu s istotou a bezpečne nahradiť bunky ES pre výskum a terapiu.

Tieto bunky ešte nie sú aplikované v terapeutikách na liečenie chorôb u ľudí. Stále sa používajú pri testovaní na zvieratách. Jedným z hlavných cieľov konštrukcie IPS buniek je ich použitie u pacientov s Parkinsonovou chorobou a neskôr pri tvorbe tkanív a mnohých komplexných liečebných postupov..

Obrázok 01: Indukovaný proces vývoja pluripotentných kmeňových buniek

Čo sú embryonálne kmeňové bunky?

Embryonálne kmeňové bunky (ES bunky) sú nediferencované bunky nachádzajúce sa vo vnútornej bunkovej hmote vyvíjajúceho sa embrya. Majú prirodzenú schopnosť sebaobnovy a diferenciácie na všetky typy buniek dospelého človeka. Preto sú známe aj ako pluripotentné kmeňové bunky. Vďaka možnosti rýchleho bunkového delenia sú vhodné na použitie pri regenerácii tkanív a pri hojení rán. Embryonálne kmeňové bunky rastú primárne do troch primárnych zárodočných vrstiev, ako je ektoderm, endoderm a mezoderm, ktoré sa neskôr diferencujú na rôzne typy buniek ľudského tela. Preto ES bunky slúžia ako cenný nástroj v regeneratívnej medicíne.

ES bunky sú izolované z in vitro oplodnená vajíčka, ktorá sa vyvinula na niekoľko dní staré embryo. Je dôležité vedieť, že tento výraz „embryonálne kmeňové bunky“ sa nepoužíva na označenie kmeňových buniek získaných z embrya vyvinutého v ženskom tele. Kmeňové bunky odobraté z niekoľkých dní starých embryí sa udržiavajú v laboratóriách ako embryonálne kmeňové bunkové línie. Ak sú poskytnuté vhodné podmienky, je možné v laboratóriách udržiavať nediferencované kmeňové bunky.

Embryonálne kmeňové bunky sú progenitormi všetkých bunkových typov tela vrátane svalov, nervov, pečene a mnohých ďalších buniek. Ak sú vedci schopní riadiť bunkovú diferenciáciu in vitro správne udržiavané ES bunky, môžu tieto bunky používať na liečbu určitých chorôb, ako sú cukrovka, traumatické poškodenie miechy, Duchennova svalová dystrofia, srdcové choroby, zrak a strata sluchu atď..

Obrázok 02: Ľudské embryonálne kmeňové bunky

Aký je rozdiel medzi bunkami IPS a embryonálnymi kmeňovými bunkami?

IPS bunky vs embryonálne kmeňové bunky
Bunky IPS sú generované bunky in vitro preprogramovaním dospelých somatických buniek na napodobnenie ES buniek.	Kmeňové bunky, ktoré sú izolované z embrya starých niekoľko dní, sú známe ako embryonálne kmeňové bunky.
Izolácia od Embrya
Bunky IPS nie sú embryonálne bunky.	ES bunky sú prirodzené embryonálne bunky.
pluripotentné
IPS bunky sú umelé pluripotentné bunky.	ES bunky sú pluripotentné bunky

Zhrnutie - bunky IPS vs embryonálne kmeňové bunky

IPS bunky napodobňujú ES bunky. Nie sú však úplne identické s ES bunkami. Oba typy buniek vykazujú pluripotenciu. Oba typy buniek majú veľký potenciál na použitie v tkanivovom inžinierstve a pri liečení chorôb. Použitie týchto buniek pri liečbe chorôb ľudí sa však stále nevykonáva z dôvodu etických a bezpečných problémov. IPS sa generujú genetickým preprogramovaním dospelých buniek. Nie sú izolované z embrya. ES bunky sa izolujú z oplodnených vajíčkových buniek in vitro, ktoré sú staré niekoľko dní. Toto je rozdiel medzi bunkami IPS a embryonálnymi kmeňovými bunkami.

referencie:
1.Chin a kol. "Indukované pluripotentné kmeňové bunky a embryonálne kmeňové bunky sa odlišujú podpismi génovej expresie." Bunková kmeňová bunka. Americká národná knižnica medicíny, 2. júla 2009. Web. 07. máj 2017.
2.Fikes, Bradley J. „Štúdia: Embryonálne, umelé kmeňové bunky sa rovnajú.“ Sandiegouniontribune.com. N.p., 23. augusta 2016. Web. 8. mája 2017. .
3.Huang, Audrey. „Indukované pluripotentné kmeňové bunky: zatiaľ nie ideálna alternatíva.“ Johns Hopkins Medicine, so sídlom v Baltimore, Maryland. N.p., 15. februára 2013. Web. 8. mája 2017. .
4. Goldthwaite, Charles A. „Prísľub indukovaných mnohonásobných kmeňových buniek (iPSC).“ Národné zdravotné ústavy. US Department of Health and Human Services, n.d. Web. 8. mája 2017.

S láskavým dovolením:
1. „Proces IPS“ autorom GcG (užívateľ wpja) (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia
2. „Iba ľudské embryonálne kmeňové bunky A“ (CC BY 2.5) prostredníctvom Commons Wikimedia