Skillnad mellan IPS-celler och embryonala stamceller

Huvudskillnad - IPS-celler mot embryonala stamceller
 

Det finns flera typer av stamceller som kan användas för vävnadsregenerering i vävnadsteknik och sårläkning. Bland dem tjänar embryonala stamceller som huvudämnen och de mest lämpliga stamcellerna eftersom de är naturligt pluripotenta. Pluripotens är förmågan hos en cell att differentiera till många eller alla celltyper i en vuxen kropp. Humana embryonala stamceller kan differentiera till mer än 200 specialiserade celltyper som finns hos människa. De isoleras från inre cellmassa av in vitro befruktat embryo som är några dagar gammalt och används för vävnadsteknik och sjukdomsbehandling. Men på grund av etiska problem relaterade till embryonala stamceller försöker forskare skapa artificiella pluripotenta stamceller in vitro genom att inducera genuttrycket av vuxna somatiska celler. De är kända som inducerade pluripotenta stamceller (IPS-celler). Den viktigaste skillnaden mellan IPS-celler och embryonala stamceller är det inducerade pluripotenta stamceller är vuxna somatiska celler som genereras och genetiskt omprogrammeras till funktioner som embryonala stamceller och blir pluripotenta medan embryonala stamceller är naturligt pluripotenta.

INNEHÅLL
1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är IPS-celler
3. Vad är embryonala stamceller
4. Jämförelse vid sida vid sida - IPS-celler mot embryonala stamceller
5. Sammanfattning

Vad är IPS-celler?

Inducerad pluripotent stam celler (IPS-celler) är cellerna som utvecklas av forskare för att efterlikna naturliga pluripotenta stamceller som kallas embryonala stamceller. Dessa celler är konstruerade under i vitro förhållanden i laboratorierna. Genuttryck av den vuxna cellen omprogrammeras för att inducera differentiering i inducerade pluripotenta stamceller. Därför visar IPS-celler samma egenskaper som embryonala stamceller, såsom självförnyelse, differentiering etc. Men IPS-celler är inte identiska med ES-celler enligt litteraturen och medicinska experter.

IPS-celler konstruerades först vid Kyoto University, Japan av Shinya Yamanaka och lag 2006. De använde musfibroblaster för att generera IPS-celler och generna levereras med hjälp av retrovirus som vektorer. För det andra utvecklades IPS-celler under 2007 med hjälp av humana celler. Många forskare genererar IPS-celler som är nästan identiska med ES-celler. Men ytterligare undersökningar behövs för att använda dessa IPS-celler säkert och effektivt för cellterapi.

Under omprogrammeringsprocessen av fibroblast för att utveckla IPS-celler, bör induktionen av ES-cellgener och undertryckande av fibroblastgener noggrant och korrekt utföras. I annat fall fungerar de resulterande cellerna inte som ES-celler.

ES-celler har etiska överväganden. Det kan undvikas av IPS-celler. IPS-celler är lätta att använda jämfört med ES-celler. Utvecklingen av IPS har dock många utmaningar som låg effektivitet, genomisk införing, ofullständig omprogrammering etc. Det finns en chans att introducera mutationer som en del av skapelsen. DNA-metylering är en viktig händelse i celler för att på och av gener och reglerar genuttryck. Det är också viktigt för konstruktionen av IPS-celler under den genetiska omprogrammeringen. Därför är det nödvändigt att titta på metyleringsmönstren hos ES-celler och utveckla samma mönster i IPS-celler för att skapa perfekt identiska IPS-celler med ES-celler. Endast IPS-celler kan säkert och säkert ersätta ES-celler för forskning och terapi.

Dessa celler är ännu inte tillämpade i human sjukdomsbehandling. De används fortfarande vid djurförsök. Ett huvudmål för att konstruera IPS-celler är emellertid att använda dem för Parkinsons patienter och senare för vävnadsbildning och många komplexa sjukdomsbehandlingar.

Figur 01: Inducerad pluripotent stamcellsutvecklingsprocess

Vad är embryonala stamceller?

Embryonala stamceller (ES-celler) är de odifferentierade cellerna som finns i den inre cellmassan hos det utvecklande embryot. De har den inneboende förmågan att självförnyelse och differentiering i alla celltyper av en vuxen person. Därför är de också kända som pluripotenta stamceller. Rapid celldelningspotential gör dem lämpliga för användning i vävnadsregenerering och sårläkning. Embryonala stamceller växer primärt i tre primära kiemskikt, såsom ectoderm, endoderm och mesoderm som senare differentieras till olika cellkroppstyper av mänsklig kropp. ES-cellerna är därför ett värdefullt verktyg i regenerativ medicin.

ES-celler isoleras från in vitro befruktad äggcell som utvecklas till flera dagar gamla embryon. Det är viktigt att veta att denna term "embryonala stamceller" inte används för att hänvisa till stamceller som härrör från embryot utvecklat i en kvinnas kropp. Stamceller som tas från ett flera dagar gammalt embryo upprätthålls i laboratorier som embryonala stamceller. Om lämpliga förutsättningar ges, är det möjligt att bibehålla odifferentierade stamceller i laboratorierna.

Embryonala stamceller är föregångare till alla celltyper av kroppen inklusive muskler, nerv, lever och många andra celler. Om forskare kan styra celldifferentieringen av in vitro upprätthålls ES-celler korrekt, de kan använda cellerna för att behandla vissa sjukdomar som diabetes, traumatisk ryggmärgsskada, Duchennes muskeldystrofi, hjärtsjukdom och syn och hörselnedsättning mm.

Figur 02: Human embryonala stamceller

Vad är skillnaden mellan IPS-celler och embryonala stamceller?

IPS-celler mot embryonala stamceller
IPS-celler är cellerna som genereras in vitro genom omprogrammering av de vuxna somatiska cellerna för att efterlikna ES-celler.	Stamceller som isoleras från flera dagar gamla embryo är kända som embryonala stamceller.
Isolering från Embryo
IPS-celler är inte embryonala celler.	ES-celler är naturliga embryonala celler.
pluripotens
IPS-celler är artificiella pluripotenta celler.	ES-celler är pluripotenta celler

Sammanfattning - IPS-celler vs embryonala stamceller

IPS-celler efterliknar ES-celler. Men de är inte helt identiska med ES-celler. Båda celltyperna visar pluripotens. Båda celltyperna har stor potential att använda i vävnadsteknik och sjukdomsbehandling. Användningen av dessa celler i human sjukdomsbehandling är emellertid fortfarande inte praktiserad på grund av etiska och säkra problem. IPS genereras genom genetiskt omprogrammering av vuxna celler. De är inte isolerade från embryot. ES-celler isoleras från in vitro-befruktad äggcell som är flera dagar gammal. Detta är skillnaden mellan IPS-celler och embryonala stamceller.

Referens:
1.Chin et al. "Inducerade plöripotenta stamceller och embryonala stamceller särskiljs av genuttrycksbeteckningar." Cellstamcell. U.S. National Library of Medicine, 02 juli 2009. Web. 07 maj 2017.
2.Fikes, Bradley J. "Studie: Embryonala, konstgjorda stamceller lika." Sandiegouniontribune.com. NP, 23 Aug. 2016. Web. 08 maj 2017. .
3.Huang, Audrey. "Inducerade Pluripotenta stamceller: Inte ännu det perfekta alternativet." Johns Hopkins Medicine, baserat i Baltimore, Maryland. NP., 15 Feb. 2013. Web. 08 maj 2017. .
4.Goldthwaite, Charles A. "Promise of Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs)." National Institutes of Health. U.S. Department of Health och Human Services, n.d. Webb. 08 maj 2017.

Image Courtesy:
1. "IPS-process" Av GcG (wpja-användare) (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Endast mänskliga embryonala stamceller A"  (CC BY 2,5) via Commons Wikimedia