Forskel mellem IPS-celler og embryonale stamceller

Nøgleforskel - IPS-celler vs embryonale stamceller
 

Der er adskillige typer af stamceller, der kan bruges til vævsregenerering i vævsteknik og sårheling. Blandt dem tjener embryonale stamceller som en vigtig og de mest egnede stamcelletyper, da de naturligt er pluripotente. Pluripotency er en celles evne til at differentiere til mange eller alle celletyper i en voksen krop. Humane embryonale stamceller er i stand til at differentiere til mere end 200 specialiserede celletyper fundet hos mennesker. De er isoleret fra indre cellemasse in vitro befrugtet embryo, som er et par dage gammelt og bruges til vævsteknologi og sygdomsterapi. På grund af etiske problemer i forbindelse med embryonale stamceller forsøger forskere imidlertid at skabe kunstige pluripotente stamceller in vitro ved at inducere genekspression af voksne somatiske celler. De er kendt som inducerede pluripotente stamceller (IPS-celler). Den vigtigste forskel mellem IPS-celler og embryonale stamceller er den inducerede pluripotente stamceller er voksne somatiske celler, der genereres og genetisk omprogrammeres til at fungere som embryonale stamceller og bliver pluripotente mens embryonale stamceller er naturligt pluripotente.

INDHOLD
1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er IPS-celler
3. Hvad er embryonale stamceller
4. Sammenligning side ved side - IPS-celler vs embryonale stamceller
5. Resume

Hvad er IPS-celler?

Fremkaldt pluripotent stamme celler (IPS-celler) er de celler, der er udviklet af videnskabsmænd til at efterligne naturlige pluripotente stamceller kaldet embryonale stamceller. Disse celler er konstrueret under i vitro forhold i laboratorierne. Genekspression af den voksne celle omprogrammeres til at inducere differentiering i inducerede pluripotente stamceller. Derfor viser IPS-celler de samme egenskaber som embryonale stamceller såsom selvfornyelse, differentiering osv. Men IPS-celler er ikke identiske med ES-celler ifølge litteraturen og medicinske eksperter.

IPS-celler blev først konstrueret ved Kyoto University, Japan af Shinya Yamanaka og team i 2006. De brugte musefibroblaster til at generere IPS-celler, og generne leveres ved hjælp af retrovira som vektorer. For det andet blev IPS-celler udviklet i 2007 ved hjælp af humane celler. Mange forskere genererer IPS-celler, der er næsten identiske med ES-celler. Imidlertid er der behov for yderligere undersøgelser for at bruge disse IPS-celler sikkert og effektivt til celleterapi.

Under omprogrammeringsprocessen for fibroblast til udvikling af IPS-celler, skal induktionen af ​​ES-cellegener og undertrykkelse af fibroblastgenerne udføres omhyggeligt og korrekt. Ellers fungerer de resulterende celler ikke som ES-celler.

ES-celler har etiske overvejelser. Det kan undgås af IPS-celler. IPS-celler er lette at bruge sammenlignet med ES-celler. Imidlertid har udvikling af IPS mange udfordringer, såsom lav effektivitet, genomisk indsættelse, ufuldstændig omprogrammering osv. Der er en chance for at introducere mutationer som en del af skabelsen. DNA-methylering er en vigtig begivenhed i celler til og fra gener og regulerer genekspression. Det er vigtigt både for konstruktion af IPS-celler under den genetiske omprogrammering. Derfor er det nødvendigt at se på methyleringsmønstre for ES-celler og udvikle samme mønstre i IPS-celler for at skabe perfekt identiske IPS-celler med ES-celler. Kun IPS-celler kan med sikkerhed og sikkert erstatte ES-celler til forskning og terapi.

Disse celler er endnu ikke anvendt i terapeutisk behandling af mennesker. De bruges stadig i dyreforsøg. Et hovedmål med konstruktion af IPS-celler er imidlertid at bruge dem til Parkinsons patienter og senere til vævsdannelse og mange komplekse sygdomsterapier.

Figur 01: induceret pluripotent stamcelleudviklingsproces

Hvad er embryonale stamceller?

Embryonale stamceller (ES-celler) er de udifferentierede celler, der findes i den indre cellemasse i det udviklende embryo. De har den iboende evne til selvfornyelse og differentiering i alle celletyper hos en voksen person. Derfor er de også kendt som pluripotente stamceller. Hurtigt celledelingspotentiale gør dem velegnede til brug i vævsregenerering og sårheling. Embryonale stamceller vokser primært til tre primære kimlag, såsom ectoderm, endoderm og mesoderm, som senere er opdelt i forskellige menneskelige legemscelletyper. Derfor fungerer ES-celler som et værdifuldt værktøj inden for regenerativ medicin.

ES-celler er isoleret fra in vitro befrugtet ægcelle, der er udviklet til flere dage gamle embryo. Det er vigtigt at vide, at dette udtryk 'embryonale stamceller' ikke bruges til at henvise til stamceller, der stammer fra embryoet, der er udviklet i en kvindes krop. Stamceller taget fra et flere dage gammelt embryo opretholdes i laboratorier som embryonale stamcellelinjer. Hvis der tilvejebringes passende betingelser, er det muligt at opretholde udifferentierede stamceller i laboratorierne.

Embryonale stamceller er forfader til alle celletyper i kroppen, inklusive muskel, nerve, lever og mange andre celler. Hvis forskere er i stand til at styre cellens differentiering af in vitro opretholdt ES-celler korrekt, de kan bruge cellerne til at behandle visse sygdomme, såsom diabetes, traumatisk rygmarvsskade, Duchennes muskeldystrofi, hjertesygdomme og syns- og hørselstab osv..

Figur 02: Humane embryonale stamceller

Hvad er forskellen mellem IPS-celler og embryonale stamceller?

IPS-celler vs embryonale stamceller
IPS-celler er de celler, der genereres in vitro ved at omprogrammere de voksne somatiske celler til at efterligne ES-celler.	Stamceller, der er isoleret fra flere dage gamle embryo, er kendt som embryonale stamceller.
Isolering fra embryo
IPS-celler er ikke embryonale celler.	ES-celler er naturlige embryonale celler.
pluripotens
IPS-celler er kunstige pluripotente celler.	ES-celler er pluripotente celler

Sammendrag - IPS-celler vs embryonale stamceller

IPS-celler efterligner ES-celler. Men de er ikke perfekt identiske med ES-celler. Begge celletyper viser pluripotens. Begge celletyper har et stort potentiale til anvendelse i vævsteknologi og sygdomsterapi. Brug af disse celler i terapi med human sygdom praktiseres dog stadig ikke på grund af etiske og sikre problemer. IPS genereres ved genetisk omprogrammering af voksne celler. De er ikke isoleret fra embryoet. ES-celler isoleres fra in vitro-befrugtet ægcelle, som er flere dage gammel. Dette er forskellen mellem IPS-celler og embryonale stamceller.

Reference:
1.Chin et al. "Inducerede pluripotente stamceller og embryonale stamceller skelnes ved genekspressionstegn." Stamcelle fra cellen. U.S. National Library of Medicine, 2. juli 2009. Web. 7. maj 2017.
2.Fikes, Bradley J. "Undersøgelse: Embryoniske, kunstige stamceller lige." Sandiegouniontribune.com. N.p., 23. august 2016. Web. 8. maj 2017. .
3.Huang, Audrey. "Inducerede pluripotente stamceller: Ikke endnu det perfekte alternativ." Johns Hopkins Medicine, med base i Baltimore, Maryland. N.p., 15. februar 2013. Web. 8. maj 2017. .
4. Goldthwaite, Charles A. "Løftet om inducerede pluripotente stamceller (iPSC'er)." Nationale sundhedsinstitutter. U.S. Department of Health and Human Services, n.d. Web. 8. maj 2017.

Billede høflighed:
1. ”IPS-proces” Af GcG (wpja-bruger) (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Kun menneskelige embryonale stamceller A” (CC BY 2.5) via Commons Wikimedia