Razlika med celicami IPS in embrionalnimi matičnimi celicami

Ključna razlika - celice IPS vs embrionalne matične celice
 

Obstaja več vrst matičnih celic, ki jih lahko uporabimo za regeneracijo tkiv v tkivnem inženiringu in celjenje ran. Med njimi so embrionalne matične celice kot glavne in najprimernejše vrste matičnih celic, saj so naravno pluripotentne. Pluripotenca je sposobnost celice, da se v odraslem telesu razlikuje na številne ali vse tipe celic. Človeške embrionalne matične celice se lahko razlikujejo v več kot 200 specializiranih vrst celic, ki jih najdemo pri človeku. Izolirani so od notranje celične mase in vitro oplojen zarodek, ki je star nekaj dni in se uporablja za tkivno inženirstvo in terapevtske bolezni. Zaradi etičnih vprašanj, povezanih z embrionalnimi matičnimi celicami, znanstveniki poskušajo ustvariti umetne pluripotentne matične celice in vitro s sprožitvijo genske ekspresije odraslih somatskih celic. Znani so kot inducirane pluripotentne matične celice (Celice IPS). Ključna razlika med celicami IPS in embrionalnimi matičnimi celicami je ta inducirane pluripotentne matične celice so somatske celice odraslih, ki se generirajo in gensko reprogramirajo, da delujejo kot embrionalne matične celice in postanejo pluripotentne medtem embrionalne matične celice so naravno pluripotentne.

VSEBINA
1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj so celice IPS
3. Kaj so embrionalne matične celice
4. Primerjava ob strani - celice IPS proti embrionalnim matičnim celicam
5. Povzetek

Kaj so celice IPS?

Indukcijsko pluripotentno steblo celice (IPS celice) so celice, ki so jih znanstveniki razvili tako, da posnemajo naravne pluripotentne matične celice, imenovane embrionalne matične celice. Te celice so zgrajene pod v vitro razmere v laboratorijih. Genska ekspresija odrasle celice se reprogramira tako, da sproži diferenciacijo v induciranih pluripotentnih matičnih celicah. Zato IPS celice kažejo enake lastnosti kot embrionalne matične celice, kot so samoobnavljanje, diferenciacija itd. Ampak celice IPS po literaturi in medicinskih strokovnjakih niso identične celicam ES.

Celice IPS so prvič izdelali na univerzi Kyoto na Japonskem s strani Shinya Yamanaka in ekipe leta 2006. Za ustvarjanje celic IPS so uporabili mišje fibroblaste, geni pa so bili dostavljeni z uporabo retrovirusov kot vektorjev. Drugič, celice IPS so bile razvite leta 2007 z uporabo človeških celic. Številni znanstveniki ustvarijo celice IPS, ki so skoraj enake celicam ES. Vendar pa so potrebne nadaljnje raziskave za varno in učinkovito uporabo teh celic IPS za celično terapijo.

Med postopkom ponovnega programiranja fibroblasta za razvoj celic IPS je treba skrbno in pravilno izvesti indukcijo genov celic ES in zatiranje genov fibroblasta. V nasprotnem primeru nastale celice ne bodo delovale kot ES celice.

ES celice imajo etična vprašanja. Izogibajo se ji lahko celice IPS. IPS celice so enostavne za uporabo v primerjavi s celicami ES. Vendar pa ima razvoj IPS veliko izzivov, kot so nizka učinkovitost, vstavitev v genom, nepopolno reprogramiranje itd. Obstaja možnost uvedbe mutacij kot dela ustvarjanja. Metilacija DNA je pomemben dogodek v genih, ki se vklopijo in izklopijo, in uravnavajo ekspresijo genov. Pomembno je za izgradnjo celic IPS tudi med genetskim reprogramiranjem. Zato je treba pogledati vzorce metilacije celic ES in razviti enake vzorce v celicah IPS, da se ustvarijo popolnoma enake celice IPS s celicami ES. Samo celice IPS lahko samozavestno in varno nadomestijo ES celice za raziskave in terapijo.

Te celice se še ne uporabljajo v terapevtskih zdravilih pri ljudeh. Še vedno se uporabljajo pri testiranju na živalih. Vendar pa je eden glavnih ciljev konstruiranja celic IPS uporaba le-teh za Parkinsonove bolnike in kasneje za tvorbo tkiv in številne zapletene terapije bolezni.

Slika 01: Indukcijski pluripotentni razvoj matičnih celic

Kaj so embrionalne matične celice?

Embrionalne matične celice (ES celice) so nediferencirane celice, ki jih najdemo v notranji celični masi zarodka, ki se razvija. Imajo lastno sposobnost samoobnavljanja in diferenciacije v vse vrste celic odrasle osebe. Zato so znane tudi kot pluripotentne matične celice. Potencial hitro delitve celic jih naredi primerne za uporabo pri regeneraciji tkiv in celjenju ran. Embrionalne matične celice rastejo predvsem v treh primarnih zarodnih plasteh, kot so ektoderma, endoderma in mezoderma, ki se kasneje diferencirajo v različne tipe celic človeškega telesa. Zato ES celice služijo kot dragoceno orodje v regenerativni medicini.

ES celice so izolirane iz in vitro oplojena jajčna celica, ki se razvije v več dni star zarodek. Pomembno je vedeti, da se ta izraz "zarodne matične celice" ne uporablja za označevanje matičnih celic, pridobljenih iz zarodka, razvitega v ženskem telesu. Matične celice, odvzete iz več dni starega zarodka, se hranijo v laboratorijih kot linije embrionalnih matičnih celic. Če so zagotovljeni ustrezni pogoji, je mogoče v laboratorijih vzdrževati nediferencirane matične celice.

Embrionalne matične celice so potomci vseh vrst celic telesa, vključno z mišicami, živci, jetri in številnimi drugimi celicami. Če znanstveniki lahko usmerjajo diferenciacijo celic in vitro pravilno vzdrževane celice ES, jih lahko uporabljajo za zdravljenje nekaterih bolezni, kot so diabetes, travmatične poškodbe hrbtenjače, Duchennova mišična distrofija, srčne bolezni ter izguba vida in sluha itd..

Slika 02: Zarodne celice človeških zarodkov

Kakšna je razlika med celicami IPS in embrionalnimi matičnimi celicami?

IPS celice vs embrionalne matične celice
IPS celice so generirane celice in vitro s ponovnim programiranjem somatskih celic odraslih, ki posnemajo celice ES.	Matične celice, ki so izolirane iz več dni starega zarodka, so znane kot embrionalne matične celice.
Izolacija iz zarodka
Celice IPS niso embrionalne celice.	ES celice so naravne embrionalne celice.
Pluripotenca
Celice IPS so umetne pluripotentne celice.	ES celice so pluripotentne celice

Povzetek - IPS celice vs embrionalne matične celice

IPS celice posnemajo celice ES. Niso pa popolnoma enake celicam ES. Obe vrsti celic kažeta pluripotenco. Obe vrsti celic imata velik potencial za uporabo pri tkivnem inženirstvu in terapiji bolezni. Vendar pa se uporaba teh celic pri zdravljenju bolezni ljudi še vedno ne izvaja zaradi etičnih in varnih vprašanj. IPS nastajajo z genetskim reprogramiranjem odraslih celic. Niso osamljeni od zarodka. ES celice so izolirane iz in vitro oplojene jajčne celice, stare več dni. To je razlika med celicami IPS in embrionalnimi matičnimi celicami.

Referenca:
1.Chin in sod. "Inducirane Pluripotentne matične celice in embrionalne matične celice se odlikujejo z genskimi ekspresijskimi podpisi." Celična matična celica. Ameriška nacionalna medicinska knjižnica, 2. julij 2009. Splet. 07. maj 2017.
2. Fikes, Bradley J. "Študija: Embrionalne, umetne matične celice so enake." Sandiegouniontribune.com. N.p., 23. avgusta 2016. Splet. 8. maj 2017. .
3.Huang, Audrey. "Inducirane pluripotentne matične celice: Še vedno ni popolna alternativa." Johns Hopkins Medicine s sedežem v Baltimoru v Marylandu. N.p., 15. februarja 2013. Splet. 8. maj 2017. .
4.Goldthwaite, Charles A. "Obljuba induciranih Pluripotentnih matičnih celic (iPSC)." Nacionalni inštituti za zdravje. Ameriški oddelek za zdravje in človeške storitve, n.d. Splet. 8. maj 2017.

Vljudnost slik:
1. "IPS proces" GcG (wpja uporabnik) (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia
2. "Samo človeške zarodne celice A" (CC BY 2.5) prek Commons Wikimedia