Klíčový rozdíl - IPS buňky 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 diferencovat se na mnoho nebo všechny typy buněk v těle dospělého. Lidské embryonální kmenové buňky jsou schopné diferencovat se na více než 200 specializovaných typů buněk nalezených v člověku. Jsou izolovány z vnitřní buněčné hmoty embrya oplodněného in vitro, které je staré několik dní a používá se pro tkáňové inženýrství a léčení nemocí. V důsledku etických problémů souvisejících s embryonálními kmenovými buňkami se však vědci pokoušejí vytvořit umělé pluripotentní kmenové buňky in vitro indukcí genové exprese dospělých somatických buněk. Jsou známé jako indukované pluripotentní kmenové buňky (IPS buňky). Klíčovým rozdílem mezi IPS buňkami a embryonálními kmenovými buňkami je to, že 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 IPS buňky
3. Co jsou embryonální kmenové buňky
4. Porovnání vedle sebe - IPS buňky vs. embryonální kmenové buňky
5. Shrnutí
Co jsou buňky IPS?
Indukované pluripotentní kmenové buňky (IPS buňky) jsou buňky vyvinuté vědci k napodobování přírodních pluripotentních kmenových buněk nazývaných embryonální kmenové buňky. Tyto buňky jsou konstruovány za podmínek in vitro v laboratořích. Genová exprese dospělé buňky je přeprogramována tak, aby vyvolala diferenciaci v indukovaných pluripotentních kmenových buňkách. Proto IPS buňky vykazují stejné vlastnosti jako embryonální kmenové buňky, jako je samoobnovení, diferenciace atd. Ale IPS buňky nejsou podle literatury a lékařských odborníků identické s buňkami ES.
IPS buňky byly poprvé zkonstruovány na Kjótské univerzitě v Japonsku Shinya Yamanaka a týmem v roce 2006. Pro generování IPS buněk použili myší fibroblasty a geny jsou dodávány pomocí retrovirů jako vektorů. Za druhé, IPS buňky byly vyvinuty v roce 2007 za použití lidských buněk. Mnoho vědců generuje IPS buňky, které jsou téměř identické s buňkami ES. K bezpečnému a efektivnímu použití těchto IPS buněk pro buněčnou terapii jsou však zapotřebí další výzkumy.
Během procesu přeprogramování fibroblastů na vývoj IPS buněk by měla být pečlivě a správně provedena indukce genů ES buněk a potlačení genů fibroblastů. Jinak nebudou výsledné buňky fungovat jako buňky ES.
Buňky ES mají etické úvahy. Tomu se lze vyhnout IPS buňkami. IPS buňky se ve srovnání s buňkami ES snadno používají. Vývoj IPS však má spoustu výzev, jako je nízká účinnost, genomová inzerce, neúplné přeprogramování atd. Existuje šance zavést mutace jako součást stvoření. Methylace DNA je důležitou událostí v buňkách pro zapnutí a vypnutí genů a reguluje genovou expresi. Je to důležité i pro konstrukci IPS buněk během genetického přeprogramování. Proto je nutné podívat se na methylační vzorce ES buněk a vyvinout stejné vzory v IPS buňkách, abychom vytvořili dokonale identické IPS buňky s ES buňkami. Pouze buňky IPS mohou s jistotou a bezpečně nahradit buňky ES pro výzkum a terapii.
Tyto buňky se dosud nepoužívají v terapeutických přípravcích pro lidské nemoci. Stále se používají při testování na zvířatech. Jedním z hlavních cílů konstrukce IPS buněk je však jejich použití pro pacienty s Parkinsonovou chorobou a později pro tvorbu tkáně a mnoho komplexních terapií nemocí.
Obrázek 01: Indukovaný proces vývoje pluripotentních kmenových buněk
Co jsou embryonální kmenové buňky?
Embryonální kmenové buňky (ES buňky) jsou nediferencované buňky nacházející se ve vnitřní buněčné hmotě vyvíjejícího se embrya. Mají inherentní schopnost sebeobnovy a diferenciace na všechny typy buněk dospělé osoby. Proto jsou také známé jako pluripotentní kmenové buňky. Díky potenciálu rychlého dělení buněk jsou vhodné pro regeneraci tkání a hojení ran. Embryonální kmenové buňky rostou primárně do tří primárních zárodečných vrstev, jako je ektoderm, endoderm a mezoderm, které se později diferencují na různé typy buněk lidského těla. Proto buňky ES slouží jako cenný nástroj v regenerativní medicíně.
ES buňky se izolují z oplodněných vajíček in vitro, z nichž se vyvine několik dní staré embryo. Je důležité vědět, že tento termín „embryonální kmenové buňky“se nepoužívá k označení kmenových buněk pocházejících z embrya vyvinutého v těle ženy. Kmenové buňky odebrané z několikadenního embrya jsou uchovávány v laboratořích jako linie embryonálních kmenových buněk. Pokud jsou zajištěny správné podmínky, je možné v laboratořích udržovat nediferencované kmenové buňky.
Embryonální kmenové buňky jsou předky všech buněčných typů těla, včetně svalů, nervů, jater a mnoha dalších buněk. Pokud jsou vědci schopni správně řídit buněčnou diferenciaci buněk ES udržovaných in vitro, mohou buňky použít k léčbě určitých onemocnění, jako je cukrovka, traumatické poranění míchy, Duchennova svalová dystrofie, srdeční onemocnění, ztráta zraku a sluchu atd.
Obrázek 02: Lidské embryonální kmenové buňky
Jaký je rozdíl mezi IPS buňkami a embryonálními kmenovými buňkami?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
IPS buňky vs embryonální kmenové buňky |
|
| IPS buňky jsou buňky generované in vitro přeprogramováním dospělých somatických buněk tak, aby napodobovaly buňky ES. | Kmenové buňky, které jsou izolovány z několikadenního embrya, jsou známé jako embryonální kmenové buňky. |
| Izolace od embrya | |
|
IPS buňky nejsou embryonální buňky. | Buňky ES jsou přirozené embryonální buňky. |
| Pluripotence | |
| IPS buňky jsou umělé pluripotentní buňky. | Buňky ES jsou pluripotentní buňky |
Shrnutí - IPS buňky vs embryonální kmenové buňky
IPS buňky napodobují ES buňky. Ale nejsou úplně identické s buňkami ES. Oba typy buněk vykazují pluripotenci. Oba typy buněk mají velký potenciál pro použití v tkáňovém inženýrství a terapii nemocí. Použití těchto buněk v terapii lidských onemocnění se však stále neprovádí kvůli etickým a bezpečným problémům. IPS jsou generovány genetickým přeprogramováním dospělých buněk. Nejsou izolováni od embrya. ES buňky se izolují z in vitro oplodněných vaječných buněk, které jsou staré několik dní. To je rozdíl mezi IPS buňkami a embryonálními kmenovými buňkami.
