Nøkkelforskjell – IPS-celler vs embryonale stamceller
Det finnes flere typer stamceller som kan brukes til vevsregenerering i vevsteknikk og sårheling. Blant dem fungerer embryonale stamceller som en hoved og den mest egnede stamcelletypen siden de er naturlig pluripotente. Pluripotens er evnen til en celle til å differensiere til mange eller alle celletyper i en voksen kropp. Menneskelige embryonale stamceller er i stand til å differensiere til mer enn 200 spesialiserte celletyper som finnes hos mennesker. De er isolert fra indre cellemasse av in vitro befruktet embryo som er noen dager gammelt og brukes til vevsteknikk og sykdomsterapi. Men på grunn av etiske problemer knyttet til embryonale stamceller, forsøker forskere å lage kunstige pluripotente stamceller in vitro ved å indusere genuttrykk av voksne somatiske celler. De er kjent som induserte pluripotente stamceller (IPS-celler). Hovedforskjellen mellom IPS-celler og embryonale stamceller er at induserte pluripotente stamceller er voksne somatiske celler som genereres og genetisk omprogrammeres til å fungere som embryonale stamceller og bli pluripotente mens embryonale stamceller er naturlig pluripotente.
Hva er IPS-celler?
Induserte pluripotente stamceller (IPS-celler) er cellene som er utviklet av forskere for å etterligne naturlige pluripotente stamceller k alt embryonale stamceller. Disse cellene er konstruert under in vitro-forhold i laboratoriene. Genekspresjon av den voksne cellen er omprogrammert for å indusere differensiering i induserte pluripotente stamceller. Derfor viser IPS-celler de samme egenskapene som embryonale stamceller som selvfornyelse, differensiering, etc. Men IPS-celler er ikke identiske med ES-celler ifølge litteraturen og medisinske eksperter.
IPS-celler ble først konstruert ved Kyoto University, Japan av Shinya Yamanaka og team i 2006. De brukte musefibroblaster for å generere IPS-celler og genene leveres ved hjelp av retrovirus som vektorer. For det andre ble IPS-celler utviklet i 2007 ved bruk av menneskelige celler. Mange forskere genererer IPS-celler som er nesten identiske med ES-celler. Det er imidlertid nødvendig med ytterligere undersøkelser for å bruke disse IPS-cellene trygt og effektivt til celleterapi.
Under omprogrammeringsprosessen av fibroblast for å utvikle IPS-celler, bør induksjon av ES-cellegener og undertrykkelse av fibroblastgener gjøres nøye og riktig. Ellers vil ikke de resulterende cellene fungere som ES-celler.
ES-celler har etiske hensyn. Det kan unngås av IPS-celler. IPS-celler er enkle å bruke sammenlignet med ES-celler. Utvikling av IPS har imidlertid mange utfordringer som lav effektivitet, genomisk innsetting, ufullstendig omprogrammering, etc. Det er en sjanse for å introdusere mutasjoner som en del av skapelsen. DNA-metylering er en viktig hendelse i cellene for å slå på og av gener og regulerer genuttrykk. Det er viktig for konstruksjonen av IPS-celler også under den genetiske omprogrammeringen. Derfor er det nødvendig å se på metyleringsmønstrene til ES-celler og utvikle samme mønstre i IPS-celler for å lage perfekt identiske IPS-celler med ES-celler. Bare IPS-celler kan trygt og trygt erstatte ES-celler for forskning og terapi.
Disse cellene er ennå ikke brukt i human sykdomsterapi. De brukes fortsatt i dyreforsøk. Et hovedmål med å konstruere IPS-celler er imidlertid å bruke dem for Parkinson-pasienter og senere for vevsdannelse og mange komplekse sykdomsterapier.
Figur 01: Indusert pluripotent stamcelleutviklingsprosess
Hva er embryonale stamceller?
Embryonale stamceller (ES-celler) er de udifferensierte cellene som finnes i den indre cellemassen til det utviklende embryoet. De har den iboende evnen til selvfornyelse og differensiering til alle celletyper til en voksen person. Derfor er de også kjent som pluripotente stamceller. Rask celledelingspotensial gjør dem egnet for bruk i vevsregenerering og sårheling. Embryonale stamceller vokser først og fremst i tre primære kimlag som ektoderm, endoderm og mesoderm som senere differensieres til forskjellige celletyper i menneskekroppen. Derfor fungerer ES-celler som et verdifullt verktøy i regenerativ medisin.
ES-celler isoleres fra den in vitro-befruktede eggcellen som utvikles til flere dager gammelt embryo. Det er viktig å vite at dette begrepet "embryonale stamceller" ikke brukes til å referere til stamceller avledet fra embryoet utviklet i en kvinnes kropp. Stamceller tatt fra et flere dager gammelt embryo opprettholdes i laboratorier som embryonale stamcellelinjer. Hvis riktige forhold er gitt, er det mulig å opprettholde udifferensierte stamceller i laboratoriene.
Embryonale stamceller er stamceller til alle celletyper i kroppen, inkludert muskel, nerve, lever og mange andre celler. Hvis forskere er i stand til å styre celledifferensieringen av in vitro-opprettholdte ES-celler riktig, kan de bruke cellene til å behandle visse sykdommer som diabetes, traumatisk ryggmargsskade, Duchennes muskeldystrofi, hjertesykdom og syn og hørselstap osv.
Figur 02: Humane embryonale stamceller
Hva er forskjellen mellom IPS-celler og embryonale stamceller?
IPS-celler vs. embryonale stamceller |
|
| IPS-celler er cellene generert in vitro ved å omprogrammere de voksne somatiske cellene for å etterligne ES-celler. | Stamceller som er isolert fra flere dager gamle embryoer er kjent som embryonale stamceller. |
| Isolasjon fra embryo | |
|
IPS Celler er ikke embryonale celler. | ES-celler er naturlige embryonale celler. |
| Pluripotency | |
| IPS-celler er kunstige pluripotente celler. | ES-celler er pluripotente celler |
Sammendrag – IPS-celler vs embryonale stamceller
IPS-celler etterligner ES-celler. Men de er ikke helt identiske med ES-celler. Begge celletyper viser pluripotens. Begge celletyper har et stort potensiale å bruke i vevsteknikk og sykdomsterapi. Imidlertid er bruken av disse cellene i human sykdomsterapi fortsatt ikke praktisert på grunn av etiske og trygge problemer. IPS genereres ved genetisk omprogrammering av voksne celler. De er ikke isolert fra embryoet. ES-celler isoleres fra in vitro-befruktede eggceller som er flere dager gamle. Dette er forskjellen mellom IPS-celler og embryonale stamceller.
