Ключова разлика – IPS клетки срещу ембрионални стволови клетки
Има няколко вида стволови клетки, които могат да се използват за тъканна регенерация в тъканното инженерство и заздравяването на рани. Сред тях ембрионалните стволови клетки служат като основни и най-подходящи видове стволови клетки, тъй като те са естествено плурипотентни. Плурипотентността е способността на клетката да се диференцира в много или всички типове клетки в тялото на възрастен. Човешките ембрионални стволови клетки са в състояние да се диференцират в повече от 200 специализирани типа клетки, които се срещат при човека. Те са изолирани от вътрешната клетъчна маса на ин витро оплоден ембрион, който е на няколко дни и се използва за тъканно инженерство и терапия на заболявания. Въпреки това, поради етични проблеми, свързани с ембрионалните стволови клетки, учените се опитват да създадат изкуствени плурипотентни стволови клетки in vitro чрез индуциране на генната експресия на възрастни соматични клетки. Те са известни като индуцирани плурипотентни стволови клетки (IPS клетки). Ключовата разлика между IPS клетките и ембрионалните стволови клетки е, че индуцираните плурипотентни стволови клетки са възрастни соматични клетки, които се генерират и генетично препрограмират, за да функционират като ембрионални стволови клетки и да станат плурипотентни, докато ембрионалните стволови клетки са естествено плурипотентни.
Какво представляват IPS клетките?
Индуцираните плурипотентни стволови клетки (IPS клетки) са клетките, които са разработени от учени, за да имитират естествени плурипотентни стволови клетки, наречени ембрионални стволови клетки. Тези клетки се конструират при in vitro условия в лабораториите. Генната експресия на възрастната клетка се препрограмира, за да индуцира диференциация в индуцирани плурипотентни стволови клетки. Следователно IPS клетките показват същите свойства като ембрионалните стволови клетки като самообновяване, диференциация и т.н. Но IPS клетките не са идентични с ES клетките според литературата и медицинските експерти.
IPS клетките бяха конструирани за първи път в университета в Киото, Япония от Shinya Yamanaka и екип през 2006 г. Те използваха миши фибробласти за генериране на IPS клетки и гените се доставят с помощта на ретровируси като вектори. Второ, IPS клетките са разработени през 2007 г. с помощта на човешки клетки. Много учени генерират IPS клетки, които са почти идентични с ES клетките. Въпреки това са необходими допълнителни изследвания, за да се използват тези IPS клетки безопасно и ефективно за клетъчна терапия.
По време на процеса на препрограмиране на фибробластите за развитие на IPS клетки, индукцията на ES клетъчни гени и потискането на фибробластните гени трябва да се извърши внимателно и правилно. В противен случай получените клетки няма да работят като ES клетки.
ES клетките имат етични съображения. Може да се избегне чрез IPS клетки. IPS клетките са лесни за използване в сравнение с ES клетките. Разработването на IPS обаче има много предизвикателства като ниска ефективност, геномно вмъкване, непълно препрограмиране и др. Има шанс за въвеждане на мутации като част от сътворението. Метилирането на ДНК е важно събитие в клетките за включване и изключване на гени и регулира генната експресия. Важен е и за изграждането на IPS клетките по време на генетичното препрограмиране. Следователно е необходимо да се разгледат моделите на метилиране на ES клетките и да се разработят същите модели в IPS клетките, за да се създадат напълно идентични IPS клетки с ES клетките. Само IPS клетките могат уверено и безопасно да заменят ES клетките за изследвания и терапия.
Тези клетки все още не се прилагат в терапията на човешки заболявания. Те все още се използват при тестове върху животни. Въпреки това, една основна цел на конструирането на IPS клетки е използването им за пациенти с болестта на Паркинсон и по-късно за образуване на тъкани и много сложни терапии на заболявания.
Фигура 01: Индуциран процес на развитие на плурипотентни стволови клетки
Какво представляват ембрионалните стволови клетки?
Ембрионалните стволови клетки (ES клетки) са недиференцирани клетки, открити във вътрешната клетъчна маса на развиващия се ембрион. Те имат присъщата способност за самообновяване и диференциация във всички видове клетки на възрастен човек. Следователно те са известни и като плурипотентни стволови клетки. Потенциалът за бързо делене на клетките ги прави подходящи за използване при регенерация на тъкани и заздравяване на рани. Ембрионалните стволови клетки растат основно в три първични зародишни слоя като ектодерма, ендодерма и мезодерма, които по-късно се диференцират в различни типове клетки на човешкото тяло. Следователно ES клетките служат като ценен инструмент в регенеративната медицина.
ES клетките се изолират от in vitro оплодена яйцеклетка, която се развива в ембрион на няколко дни. Важно е да знаете, че този термин „ембрионални стволови клетки“не се използва за обозначаване на стволови клетки, получени от ембриона, развит в тялото на жената. Стволовите клетки, взети от ембрион на няколко дни, се поддържат в лаборатории като ембрионални стволови клетъчни линии. Ако се осигурят подходящи условия, е възможно да се поддържат недиференцирани стволови клетки в лабораториите.
Ембрионалните стволови клетки са предшествениците на всички видове клетки на тялото, включително мускулни, нервни, чернодробни и много други клетки. Ако учените успеят да насочат правилно клетъчната диференциация на in vitro поддържани ES клетки, те могат да използват клетките за лечение на определени заболявания като диабет, травматично увреждане на гръбначния мозък, мускулна дистрофия на Дюшен, сърдечни заболявания и загуба на зрение и слух и др.
Фигура 02: Човешки ембрионални стволови клетки
Каква е разликата между IPS клетки и ембрионални стволови клетки?
IPS клетки срещу ембрионални стволови клетки |
|
| IPS клетките са клетките, генерирани in vitro чрез препрограмиране на възрастни соматични клетки, за да имитират ES клетки. | Стволовите клетки, които са изолирани от ембрион на няколко дни, са известни като ембрионални стволови клетки. |
| Изолиране от ембрион | |
| IPS клетките не са ембрионални клетки. | ES клетките са естествени ембрионални клетки. |
| Плурипотентност | |
| IPS клетките са изкуствени плурипотентни клетки. | ES клетките са плурипотентни клетки |
Резюме – IPS клетки срещу ембрионални стволови клетки
IPS клетки имитират ES клетки. Но те не са напълно идентични с ES клетките. И двата типа клетки показват плурипотентност. И двата типа клетки имат голям потенциал за използване в тъканното инженерство и терапията на заболяванията. Въпреки това, използването на тези клетки в терапията на човешки заболявания все още не се практикува поради етични и безопасни проблеми. IPS се генерират чрез генетично препрограмиране на възрастни клетки. Те не са изолирани от ембриона. ES клетките се изолират от in vitro оплодена яйцеклетка, която е на няколко дни. Това е разликата между IPS клетките и ембрионалните стволови клетки.
