Kľúčový rozdiel - IPS bunky vs embryonálne kmeňové bunky
Existuje niekoľko typov kmeňových buniek, ktoré sa dajú použiť na regeneráciu tkanív v tkanivovom inžinierstve a pri hojení rán. Medzi nimi embryonálne kmeňové bunky slúžia ako hlavné a najvhodnejšie typy kmeňových buniek, pretože sú prirodzene pluripotentné. Pluripotencia je schopnosť bunky rozlíšiť sa na veľa alebo všetky typy buniek v tele dospelého človeka. Ľudské embryonálne kmeňové bunky sú schopné diferencovať na viac ako 200 špecializovaných typov buniek nachádzajúcich sa v človeku. Izolujú sa z vnútornej bunkovej hmoty embrya oplodneného in vitro, ktorá je stará niekoľko dní a používa sa na tkanivové inžinierstvo a na liečenie chorôb. Avšak kvôli etickým problémom súvisiacim s embryonálnymi kmeňovými bunkami sa vedci pokúšajú vytvárať umelé pluripotentné kmeňové bunky in vitro indukciou génovej expresie dospelých somatických buniek. Sú známe ako indukované pluripotentné kmeňové bunky (IPS bunky). Kľúčovým rozdielom medzi IPS bunkami a embryonálnymi kmeňovými bunkami je to, že indukované pluripotentné kmeňové bunky sú dospelé somatické bunky, ktoré sú generované a geneticky preprogramované tak, aby fungovali ako embryonálne kmeňové bunky a stali sa pluripotentnými, zatiaľ čo embryonálne kmeňové bunky sú prirodzene pluripotentné.
OBSAH
1. Prehľad a hlavný rozdiel
2. Čo sú to IPS bunky
3. Čo sú to embryonálne kmeňové bunky
4. Porovnanie vedľa seba - IPS bunky vs embryonálne kmeňové bunky
5. Zhrnutie
Čo sú IPS bunky?
Indukované pluripotentné kmeňové bunky (IPS bunky) sú bunky, ktoré vyvinuli vedci na napodobňovanie prírodných pluripotentných kmeňových buniek nazývaných embryonálne kmeňové bunky. Tieto bunky sú skonštruované za podmienok in vitro v laboratóriách. Génová expresia dospelých buniek sa preprogramuje tak, aby indukovala diferenciáciu v indukovaných pluripotentných kmeňových bunkách. Preto IPS bunky vykazujú rovnaké vlastnosti ako embryonálne kmeňové bunky, ako je samoobnovenie, diferenciácia atď. Podľa odbornej literatúry a lekárskych odborníkov však IPS bunky nie sú identické s bunkami ES.
IPS bunky boli prvýkrát skonštruované na japonskej Kjótskej univerzite Shinya Yamanaka a tím v roku 2006. Na generovanie IPS buniek použili myšie fibroblasty a gény sa dodávajú pomocou retrovírusov ako vektorov. Po druhé, IPS bunky boli vyvinuté v roku 2007 pomocou ľudských buniek. Mnoho vedcov generuje IPS bunky, ktoré sú takmer identické s ES bunkami. Na bezpečné a efektívne použitie týchto IPS buniek na bunkovú terapiu sú však potrebné ďalšie výskumy.
Počas procesu preprogramovania fibroblastov na vývoj IPS buniek by mala byť starostlivo a správne vykonaná indukcia bunkových génov ES a potlačenie génov fibroblastov. V opačnom prípade nebudú výsledné bunky fungovať ako bunky ES.
Bunky ES majú etické úvahy. Tomu sa dá vyhnúť IPS bunkami. IPS bunky sa v porovnaní s ES bunkami ľahko používajú. Vývoj IPS však má veľa výziev, ako je nízka účinnosť, genómová inzercia, neúplné preprogramovanie atď. Existuje šanca zaviesť mutácie ako súčasť stvorenia. Metylácia DNA je v bunkách dôležitou udalosťou pri zapínaní a vypínaní génov a reguluje génovú expresiu. Je to dôležité aj pre stavbu IPS buniek počas genetického preprogramovania. Preto je potrebné pozrieť sa na metylačné vzorce ES buniek a vyvinúť rovnaké vzory v IPS bunkách, aby sa vytvorili dokonale identické IPS bunky s ES bunkami. Iba bunky IPS môžu s istotou a bezpečne nahradiť bunky ES pri výskume a terapii.
Tieto bunky sa zatiaľ nepoužívajú v terapeutikách pre ľudské choroby. Stále sa používajú pri testovaní na zvieratách. Jedným z hlavných cieľov konštrukcie IPS buniek je však ich použitie u pacientov s Parkinsonovou chorobou a neskôr pri tvorbe tkanív a pri mnohých komplexných terapiách chorôb.
Obrázok 01: Indukovaný proces vývoja pluripotentných kmeňových buniek
Čo sú to embryonálne kmeňové bunky?
Embryonálne kmeňové bunky (ES bunky) sú nediferencované bunky nachádzajúce sa vo vnútornej bunkovej hmote vyvíjajúceho sa embrya. Majú inherentnú schopnosť sebaobnovy a diferenciácie na všetky typy buniek dospelého človeka. Preto sú tiež známe ako pluripotentné kmeňové bunky. Vďaka potenciálu rýchleho delenia buniek sú vhodné na použitie pri regenerácii tkanív a hojení rán. Embryonálne kmeňové bunky rastú primárne do troch primárnych zárodočných vrstiev, ako sú ektoderm, endoderm a mezoderm, ktoré sa neskôr diferencujú na rôzne typy buniek ľudského tela. Preto bunky ES slúžia ako cenný nástroj v regeneratívnej medicíne.
ES bunky sa izolujú z in vitro oplodnenej vaječnej bunky, z ktorej sa vyvinie niekoľko dní staré embryo. Je dôležité vedieť, že tento výraz „embryonálne kmeňové bunky“sa nepoužíva na označenie kmeňových buniek pochádzajúcich z embrya vyvinutého v tele ženy. Kmeňové bunky odobraté z niekoľko dní starého embrya sa uchovávajú v laboratóriách ako línie embryonálnych kmeňových buniek. Ak sú zabezpečené správne podmienky, je možné v laboratóriách udržiavať nediferencované kmeňové bunky.
Embryonálne kmeňové bunky sú pôvodcami všetkých bunkových typov tela vrátane svalov, nervov, pečene a mnohých ďalších buniek. Ak vedci dokážu správne nasmerovať bunkovú diferenciáciu buniek ES udržiavaných in vitro, môžu tieto bunky použiť na liečbu určitých chorôb, ako je cukrovka, traumatické poranenie miechy, Duchennova svalová dystrofia, srdcové choroby, strata zraku a sluchu atď.
Obrázok 02: Ľudské embryonálne kmeňové bunky
Aký je rozdiel medzi IPS bunkami a embryonálnymi kmeňovými bunkami?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
IPS bunky vs embryonálne kmeňové bunky |
|
| IPS bunky sú bunky generované in vitro preprogramovaním dospelých somatických buniek tak, aby napodobňovali bunky ES. | Kmeňové bunky, ktoré sú izolované z niekoľko dní starého embrya, sú známe ako embryonálne kmeňové bunky. |
| Izolácia z embrya | |
|
IPS bunky nie sú embryonálne bunky. | ES bunky sú prirodzené embryonálne bunky. |
| Pluripotencia | |
| IPS bunky sú umelé pluripotentné bunky. | ES bunky sú pluripotentné bunky |
Zhrnutie - IPS bunky vs embryonálne kmeňové bunky
IPS bunky napodobňujú ES bunky. Ale nie sú úplne identické s bunkami ES. Oba typy buniek vykazujú pluripotenciu. Oba typy buniek majú veľký potenciál na použitie v tkanivovom inžinierstve a pri liečbe chorôb. Použitie týchto buniek v terapii ľudských chorôb sa však stále neuplatňuje z dôvodu etických a bezpečných problémov. IPS sa generujú genetickým preprogramovaním dospelých buniek. Nie sú izolované z embrya. ES bunky sú izolované z in vitro oplodnenej vaječnej bunky, ktorá je stará niekoľko dní. To je rozdiel medzi IPS bunkami a embryonálnymi kmeňovými bunkami.
