Ключевая разница – IPS-клетки и эмбриональные стволовые клетки
Существует несколько типов стволовых клеток, которые можно использовать для регенерации тканей в тканевой инженерии и заживлении ран. Среди них эмбриональные стволовые клетки служат основными и наиболее подходящими типами стволовых клеток, поскольку они по своей природе плюрипотентны. Плюрипотентность - это способность клетки дифференцироваться во многие или все типы клеток во взрослом организме. Эмбриональные стволовые клетки человека способны дифференцироваться в более чем 200 специализированных типов клеток, обнаруженных у человека. Они выделяются из внутренней клеточной массы эмбриона, оплодотворенного in vitro, которому несколько дней, и используются для тканевой инженерии и терапии заболеваний. Однако из-за этических проблем, связанных с эмбриональными стволовыми клетками, ученые пытаются создать искусственные плюрипотентные стволовые клетки in vitro, индуцируя экспрессию генов взрослых соматических клеток. Они известны как индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (клетки IPS). Ключевое различие между IPS-клетками и эмбриональными стволовыми клетками заключается в том, что индуцированные плюрипотентные стволовые клетки представляют собой взрослые соматические клетки, которые генерируются и генетически перепрограммируются для работы в качестве эмбриональных стволовых клеток и становятся плюрипотентными, в то время как эмбриональные стволовые клетки являются естественными плюрипотентными.
Что такое ячейки IPS?
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (клетки IPS) - это клетки, разработанные учеными для имитации естественных плюрипотентных стволовых клеток, называемых эмбриональными стволовыми клетками. Эти клетки создаются в условиях in vitro в лабораториях. Экспрессия генов во взрослой клетке перепрограммирована для индукции дифференцировки в индуцированных плюрипотентных стволовых клетках. Следовательно, клетки IPS проявляют те же свойства, что и эмбриональные стволовые клетки, такие как самообновление, дифференцировка и т. д. Но согласно литературе и медицинским экспертам клетки IPS не идентичны клеткам ES.
Клетки IPS были впервые сконструированы в Киотском университете, Япония, Шинья Яманака и его команда в 2006 году. Они использовали фибробласты мыши для создания клеток IPS, а гены доставлялись с использованием ретровирусов в качестве векторов. Во-вторых, клетки IPS были разработаны в 2007 году с использованием клеток человека. Многие ученые создают клетки IPS, которые почти идентичны клеткам ES. Однако необходимы дальнейшие исследования для безопасного и эффективного использования этих клеток IPS для клеточной терапии.
Во время процесса перепрограммирования фибробластов для развития клеток IPS индукция генов ES-клеток и подавление генов фибробластов должны выполняться осторожно и правильно. В противном случае полученные ячейки не будут работать как ячейки ES.
ES клетки имеют этические соображения. Этого можно избежать с помощью клеток IPS. Клетки IPS просты в использовании по сравнению с ячейками ES. Однако при разработке IPS возникает множество проблем, таких как низкая эффективность, геномная вставка, неполное перепрограммирование и т. д. Есть шанс введения мутаций как части творения. Метилирование ДНК является важным событием в клетках для включения и выключения генов и регулирует экспрессию генов. Это важно для построения клеток IPS, а также во время генетического перепрограммирования. Следовательно, необходимо изучить паттерны метилирования ES-клеток и разработать такие же паттерны в IPS-клетках, чтобы создать совершенно идентичные IPS-клетки с ES-клетками. Только клетки IPS могут уверенно и безопасно заменить клетки ES для исследований и терапии.
Эти клетки еще не применяются в терапии заболеваний человека. Они до сих пор используются в тестах на животных. Тем не менее, одной из основных целей конструирования клеток IPS является их использование для лечения пациентов с болезнью Паркинсона, а затем для формирования тканей и лечения многих сложных заболеваний.
Рисунок 01: Индуцированный процесс развития плюрипотентных стволовых клеток
Что такое эмбриональные стволовые клетки?
Эмбриональные стволовые клетки (ES-клетки) - это недифференцированные клетки, обнаруженные во внутренней клеточной массе развивающегося эмбриона. Им присуща способность к самообновлению и дифференцировке во все типы клеток взрослого человека. Следовательно, они также известны как плюрипотентные стволовые клетки. Потенциал быстрого деления клеток делает их подходящими для использования в регенерации тканей и заживлении ран. Эмбриональные стволовые клетки растут в основном в три первичных зародышевых листка, таких как эктодерма, энтодерма и мезодерма, которые позже дифференцируются в различные типы клеток человеческого тела. Таким образом, ES-клетки служат ценным инструментом в регенеративной медицине.
ES-клетки выделяют из оплодотворенной in vitro яйцеклетки, из которой развивается эмбрион в возрасте нескольких дней. Важно знать, что этот термин «эмбриональные стволовые клетки» не используется для обозначения стволовых клеток, полученных из эмбриона, развившегося в организме женщины. Стволовые клетки, взятые у эмбриона в возрасте нескольких дней, сохраняются в лабораториях как линии эмбриональных стволовых клеток. Если обеспечить надлежащие условия, можно поддерживать недифференцированные стволовые клетки в лабораториях.
Эмбриональные стволовые клетки являются прародителями всех типов клеток организма, включая мышечные, нервные, печеночные и многие другие клетки. Если ученые смогут правильно направлять клеточную дифференцировку ES-клеток, поддерживаемых in vitro, они смогут использовать клетки для лечения определенных заболеваний, таких как диабет, травматическое повреждение спинного мозга, мышечная дистрофия Дюшенна, болезни сердца, потеря зрения и слуха и т. д.
Рисунок 02: Эмбриональные стволовые клетки человека
В чем разница между клетками IPS и эмбриональными стволовыми клетками?
Клетки IPS против эмбриональных стволовых клеток |
|
| клетки IPS - это клетки, генерируемые in vitro путем перепрограммирования взрослых соматических клеток, чтобы они имитировали клетки ES. | Стволовые клетки, выделенные из эмбриона, которому несколько дней, известны как эмбриональные стволовые клетки. |
| Изоляция от эмбриона | |
| Клетки IPS не являются эмбриональными клетками. | ES клетки являются естественными эмбриональными клетками. |
| Плюрипотентность | |
| клетки IPS являются искусственными плюрипотентными клетками. | ES клетки являются плюрипотентными клетками |
Резюме – Клетки IPS в сравнении с эмбриональными стволовыми клетками
клетки IPS имитируют клетки ES. Но они не полностью идентичны клеткам ES. Оба типа клеток проявляют плюрипотентность. Оба типа клеток имеют большой потенциал для использования в тканевой инженерии и терапии заболеваний. Однако использование этих клеток в терапии заболеваний человека до сих пор не практикуется из-за этических проблем и проблем безопасности. IPS создаются путем генетического перепрограммирования взрослых клеток. Они не изолированы от эмбриона. ЭС клетки выделяют из оплодотворенной in vitro яйцеклетки возрастом несколько дней. В этом разница между клетками IPS и эмбриональными стволовыми клетками.
