Ključna razlika – IPS ćelije u odnosu na embrionalne matične ćelije
Postoji nekoliko vrsta matičnih ćelija koje se mogu koristiti za regeneraciju tkiva u tkivnom inženjeringu i zacjeljivanju rana. Među njima, embrionalne matične ćelije služe kao glavni i najprikladniji tipovi matičnih ćelija budući da su prirodno pluripotentne. Pluripotencija je sposobnost ćelije da se diferencira u mnoge ili sve tipove ćelija u telu odrasle osobe. Ljudske embrionalne matične ćelije su u stanju da se diferenciraju u više od 200 specijalizovanih tipova ćelija koje se nalaze kod ljudi. Izoluju se iz unutrašnje ćelijske mase in vitro oplođenog embrija koji je star nekoliko dana i koristi se za tkivni inženjering i terapiju bolesti. Međutim, zbog etičkih pitanja vezanih za embrionalne matične ćelije, naučnici pokušavaju da stvore veštačke pluripotentne matične ćelije in vitro izazivanjem ekspresije gena odraslih somatskih ćelija. Poznate su kao indukovane pluripotentne matične ćelije (IPS ćelije). Ključna razlika između IPS ćelija i embrionalnih matičnih ćelija je u tome što su inducirane pluripotentne matične ćelije odrasle somatske ćelije koje se generišu i genetski reprogramiraju da funkcionišu kao embrionalne matične ćelije i postaju pluripotentne dok su embrionalne matične ćelije prirodno pluripotentne.
Šta su IPS ćelije?
Indukovane pluripotentne matične ćelije (IPS ćelije) su ćelije koje su naučnici razvili da oponašaju prirodne pluripotentne matične ćelije koje se nazivaju embrionalne matične ćelije. Ove ćelije se konstruišu u in vitro uslovima u laboratorijama. Ekspresija gena odrasle stanice se reprogramira da izazove diferencijaciju u induciranim pluripotentnim matičnim stanicama. Dakle, IPS ćelije pokazuju ista svojstva kao i embrionalne matične ćelije kao što su samoobnavljanje, diferencijacija itd. Ali IPS ćelije nisu identične ES ćelijama prema literaturi i medicinskim stručnjacima.
IPS ćelije su prvi put konstruisane na Univerzitetu Kjoto u Japanu od strane Shinya Yamanake i tima 2006. Oni su koristili mišje fibroblaste za generisanje IPS ćelija, a geni se isporučuju koristeći retroviruse kao vektore. Drugo, IPS ćelije su razvijene 2007. koristeći ljudske ćelije. Mnogi naučnici stvaraju IPS ćelije koje su skoro identične ES ćelijama. Međutim, potrebna su dalja istraživanja kako bi se ove IPS ćelije bezbedno i efikasno koristile za ćelijsku terapiju.
Tokom procesa reprogramiranja fibroblasta za razvoj IPS ćelija, indukciju gena ES ćelija i supresiju gena fibroblasta treba pažljivo i ispravno uraditi. U suprotnom, rezultirajuće ćelije neće raditi kao ES ćelije.
ES ćelije imaju etička razmatranja. To se može izbjeći IPS ćelijama. IPS ćelije su jednostavne za upotrebu u poređenju sa ES ćelijama. Međutim, razvoj IPS-a ima mnogo izazova kao što su niska efikasnost, genomsko umetanje, nepotpuno reprogramiranje itd. Postoji mogućnost uvođenja mutacija kao dijela kreacije. Metilacija DNK je važan događaj u ćelijama za uključivanje i isključivanje gena i reguliše ekspresiju gena. Važan je za izgradnju IPS ćelija i tokom genetskog reprogramiranja. Stoga je neophodno sagledati obrasce metilacije ES ćelija i razviti iste obrasce u IPS ćelijama kako bi se stvorile savršeno identične IPS ćelije sa ES ćelijama. Samo IPS ćelije mogu pouzdano i sigurno zamijeniti ES ćelije za istraživanje i terapiju.
Ove ćelije se još ne koriste u terapiji ljudskih bolesti. Još uvijek se koriste u testiranju na životinjama. Međutim, jedan od glavnih ciljeva izgradnje IPS ćelija je njihova upotreba za pacijente s Parkinsonovom bolešću i kasnije za formiranje tkiva i mnoge složene terapije bolesti.
Slika 01: Inducirani pluripotentni proces razvoja matičnih ćelija
Šta su embrionalne matične ćelije?
Embrionalne matične ćelije (ES ćelije) su nediferencirane ćelije koje se nalaze u unutrašnjoj ćelijskoj masi embriona u razvoju. Imaju svojstvenu sposobnost samoobnavljanja i diferencijacije u sve tipove ćelija odrasle osobe. Stoga su poznate i kao pluripotentne matične ćelije. Potencijal brze diobe stanica čini ih pogodnim za upotrebu u regeneraciji tkiva i zacjeljivanju rana. Embrionalne matične ćelije rastu prvenstveno u tri primarna zametna sloja kao što su ektoderm, endoderm i mezoderm koji se kasnije diferenciraju u različite tipove ćelija ljudskog tijela. Stoga, ES ćelije služe kao vrijedan alat u regenerativnoj medicini.
ES ćelije se izoluju iz in vitro oplođene jajne ćelije koja se razvija u nekoliko dana star embrion. Važno je znati da se ovaj izraz 'embrionalne matične ćelije' ne koristi za označavanje matičnih stanica dobivenih iz embrija razvijenog u tijelu žene. Matične ćelije uzete iz nekoliko dana starog embrija čuvaju se u laboratorijama kao linije embrionalnih matičnih ćelija. Ako se obezbede odgovarajući uslovi, moguće je održavati nediferencirane matične ćelije u laboratorijama.
Embrionalne matične ćelije su progenitori svih tipova ćelija u telu, uključujući mišiće, nerve, jetru i mnoge druge ćelije. Ako su znanstvenici u stanju pravilno usmjeriti diferencijaciju ćelija in vitro održavanih ES ćelija, oni mogu koristiti ćelije za liječenje određenih bolesti kao što su dijabetes, traumatska ozljeda kičmene moždine, Duchenneova mišićna distrofija, srčana oboljenja i gubitak vida i sluha itd.
Slika 02: Ljudske embrionalne matične ćelije
Koja je razlika između IPS ćelija i embrionalnih matičnih ćelija?
IPS ćelije vs embrionalne matične ćelije |
|
| IPS ćelije su ćelije generisane in vitro reprogramiranjem odraslih somatskih ćelija da oponašaju ES ćelije. | Matične ćelije koje su izolovane iz nekoliko dana starog embriona poznate su kao embrionalne matične ćelije. |
| Izolacija iz embrija | |
|
IPS ćelije nisu embrionalne ćelije. | ES ćelije su prirodne embrionalne ćelije. |
| Pluripotencija | |
| IPS ćelije su umjetne pluripotentne ćelije. | ES ćelije su pluripotentne ćelije |
Sažetak – IPS ćelije vs embrionalne matične ćelije
IPS ćelije oponašaju ES ćelije. Ali one nisu savršeno identične ES ćelijama. Oba tipa ćelija pokazuju pluripotentnost. Oba tipa ćelija imaju veliki potencijal za upotrebu u tkivnom inženjeringu i terapiji bolesti. Međutim, upotreba ovih ćelija u terapiji ljudskih bolesti se još uvijek ne prakticira zbog etičkih i sigurnih pitanja. IPS nastaju genetskim reprogramiranjem odraslih ćelija. Nisu izolovani od embriona. ES ćelije se izoluju iz in vitro oplođene jajne ćelije stare nekoliko dana. Ovo je razlika između IPS ćelija i embrionalnih matičnih ćelija.
