Rozdíl mezi buňkami IPS a embryonálními kmenovými buňkami

Klíčový rozdíl - buňky IPS vs embryonální kmenové buňky
 

Existuje několik typů kmenových buněk, které lze použít k regeneraci tkání při tkáňovém inženýrství a hojení ran. Mezi nimi embryonální kmenové buňky slouží jako hlavní a nejvhodnější typy kmenových buněk, protože jsou přirozeně pluripotentní. Pluripotence je schopnost buňky rozlišit se na mnoho nebo všechny typy buněk v dospělém těle. Lidské embryonální kmenové buňky jsou schopny rozlišit na více než 200 specializovaných typů buněk, které se vyskytují u člověka. Jsou izolovány od hmoty vnitřních buněk in vitro oplodněné embryo, které je několik dní staré a používá se pro tkáňové inženýrství a léčbu chorob. Avšak kvůli etickým problémům spojeným s embryonálními kmenovými buňkami se vědci pokoušejí vytvořit umělé pluripotentní kmenové buňky in vitro indukcí genové exprese dospělých somatických buněk. Jsou známí jako indukované pluripotentní kmenové buňky (Buňky IPS). Klíčovým rozdílem mezi buňkami IPS a embryonálními kmenovými buňkami je to indukované pluripotentní kmenové buňky jsou dospělé somatické buňky, které jsou generovány a geneticky přeprogramovány tak, aby fungovaly jako embryonální kmenové buňky a staly se pluripotentními zatímco embryonální kmenové buňky jsou přirozeně pluripotentní.

OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co jsou buňky IPS
3. Co jsou embryonální kmenové buňky
4. Srovnání bok po boku - buňky IPS vs embryonální kmenové buňky
5. Shrnutí

Co jsou buňky IPS?

Indukovaný pluripotentní kmen buňky (IPS buňky) jsou buňky vyvinuté vědci k napodobování přírodních pluripotentních kmenových buněk nazývaných embryonální kmenové buňky. Tyto buňky jsou konstruovány pod v in vitro podmínky v laboratořích. Genová exprese dospělé buňky je přeprogramována tak, aby indukovala diferenciaci v indukovaných pluripotentních kmenových buňkách. IPS buňky tedy vykazují stejné vlastnosti jako embryonální kmenové buňky, jako je samoobnovování, diferenciace atd. IPS buňky však nejsou podle literatury a lékařských odborníků identické s ES buňkami..

IPS buňky byly poprvé konstruovány na Kjótské univerzitě v Japonsku Shinya Yamanaka a týmem v roce 2006. Používaly myší fibroblasty pro generování IPS buněk a geny jsou dodávány pomocí retrovirů jako vektorů. Za druhé, buňky IPS byly vyvinuty v roce 2007 pomocí lidských buněk. Mnoho vědců vytváří buňky IPS, které jsou téměř totožné s buňkami ES. K bezpečnému a účinnému použití těchto buněk IPS pro buněčnou terapii jsou však nutné další výzkumy.

Během procesu přeprogramování fibroblastů na vývoj IPS buněk by měla být indukce genů ES buněk a suprese fibroblastových genů pečlivě a správně provedena. Jinak nebudou výsledné buňky fungovat jako ES buňky.

ES buňky mají etické úvahy. Tomu lze zabránit buňkami IPS. IPS buňky se snadno používají ve srovnání s ES buňkami. Vývoj IPS však má řadu výzev, jako je nízká účinnost, genomická inzerce, neúplné přeprogramování atd. Existuje šance na zavedení mutací jako součásti tvorby. Metylace DNA je důležitou událostí v buňkách pro zapnutí a vypnutí genů a reguluje genovou expresi. Je důležitý pro konstrukci IPS buněk také během genetického přeprogramování. Proto je nutné podívat se na methylační vzorce ES buněk a vyvinout stejné vzory v IPS buňkách, aby se vytvořily naprosto identické IPS buňky s ES buňkami. Pouze buňky IPS mohou spolehlivě a bezpečně nahradit buňky ES pro výzkum a terapii.

Tyto buňky nejsou dosud aplikovány v terapeutikách pro onemocnění lidí. Stále se používají při testování na zvířatech. Jedním z hlavních cílů konstrukce IPS buněk je jejich použití u pacientů s Parkinsonovou chorobou a později pro tvorbu tkáně a mnoho komplexních terapií onemocnění..

Obrázek 01: Indukovaný proces vývoje pluripotentních kmenových buněk

Co jsou embryonální kmenové buňky?

Embryonální kmenové buňky (ES buňky) jsou nediferencované buňky, které se nacházejí ve vnitřní buněčné hmotě vyvíjejícího se embrya. Mají přirozenou schopnost sebeobnovy a diferenciace na všechny typy buněk dospělého člověka. Jsou tedy známy také jako pluripotentní kmenové buňky. Díky možnosti rychlého dělení buněk jsou vhodné pro použití při regeneraci tkání a hojení ran. Embryonální kmenové buňky rostou primárně do tří primárních zárodečných vrstev, jako je ektoderm, endoderm a mesoderm, které se později diferencují na různé typy buněk lidského těla. Proto ES buňky slouží jako cenný nástroj v regenerativní medicíně.

ES buňky jsou izolovány z in vitro oplodněná vajíčka, která se vyvinula na několik dní staré embryo. Je důležité vědět, že tento termín „embryonální kmenové buňky“ se nepoužívá k označení kmenových buněk získaných z embrya vyvinutého v ženském těle. Kmenové buňky odebrané z několikadenního embrya jsou udržovány v laboratořích jako embryonální kmenové buněčné linie. Jsou-li stanoveny správné podmínky, je možné udržovat nediferencované kmenové buňky v laboratořích.

Embryonální kmenové buňky jsou progenitory všech buněčných typů těla, včetně svalů, nervů, jater a mnoha dalších buněk. Pokud jsou vědci schopni řídit buněčnou diferenciaci in vitro správně udržované ES buňky, mohou tyto buňky používat k léčbě některých nemocí, jako je cukrovka, traumatické poranění míchy, Duchennova svalová dystrofie, srdeční choroby, zrak a ztráta sluchu atd..

Obrázek 02: Lidské embryonální kmenové buňky

Jaký je rozdíl mezi buňkami IPS a embryonálními kmenovými buňkami??

IPS buňky vs embryonální kmenové buňky
Buňky IPS jsou generované buňky in vitro přeprogramováním dospělých somatických buněk na napodobení ES buněk.	Kmenové buňky, které jsou izolovány z embrya starých několika dní, jsou známé jako embryonální kmenové buňky.
Izolace od Embrya
IPS buňky nejsou embryonální buňky.	ES buňky jsou přirozené embryonální buňky.
Pluripotence
IPS buňky jsou umělé pluripotentní buňky.	ES buňky jsou pluripotentní buňky

Shrnutí - buňky IPS vs embryonální kmenové buňky

IPS buňky napodobují ES buňky. Ale nejsou úplně identické s ES buňkami. Oba typy buněk vykazují pluripotenci. Oba typy buněk mají velký potenciál pro použití v tkáňovém inženýrství a v terapiích onemocnění. Použití těchto buněk při terapii chorob lidí však stále není praktikováno kvůli etickým a bezpečným problémům. IPS jsou generovány genetickým přeprogramováním dospělých buněk. Nejsou izolovány od embrya. ES buňky jsou izolovány z oplodněných vajíčkových buněk in vitro, které jsou staré několik dní. To je rozdíl mezi IPS buňkami a embryonálními kmenovými buňkami.

Odkaz:
1.Chin et al. "Indukované pluripotentní kmenové buňky a embryonální kmenové buňky se odlišují podpisy genového exprese." Buněčné kmenové buňky. Americká národní lékařská knihovna, 2. července 2009. Web. 07 května 2017.
2.Fikes, Bradley J. „Studie: Embryonální, umělé kmenové buňky se rovnají.“ Sandiegouniontribune.com. N.p., 23. srpna 2016. Web. 8. května 2017. .
3.Huang, Audrey. "Indukované pluripotentní kmenové buňky: ještě ne perfektní alternativa." Johns Hopkins Medicine, se sídlem v Baltimore, Maryland. N.p., 15. února 2013. Web. 8. května 2017. .
4.Goldthwaite, Charles A. „Slib indukovaných pluripotentních kmenových buněk (iPSC).“ Národní institut zdraví. US Department of Health and Human Services, n.d. Web. 8. května 2017.

Obrázek se svolením:
1. „Proces IPS“ od GcG (uživatel wpja) (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia
2. „Pouze lidské embryonální kmenové buňky A“ (CC BY 2.5) prostřednictvím Commons Wikimedia