Nøgleforskel – IPS-celler vs embryonale stamceller
Der er flere typer stamceller, som kan bruges til vævsregenerering i vævsteknologi og sårheling. Blandt dem fungerer embryonale stamceller som en stor og den mest egnede stamcelletype, da de er naturligt pluripotente. Pluripotens er en celles evne til at differentiere til mange eller alle celletyper i en voksen krop. Menneskelige embryonale stamceller er i stand til at differentiere til mere end 200 specialiserede celletyper, der findes hos mennesker. De er isoleret fra den indre cellemasse af in vitro-befrugtet embryo, som er et par dage gammelt og bruges til vævsteknologi og sygdomsterapi. Men på grund af etiske spørgsmål relateret til embryonale stamceller, forsøger forskere at skabe kunstige pluripotente stamceller in vitro ved at inducere genekspression af voksne somatiske celler. De er kendt som inducerede pluripotente stamceller (IPS-celler). Den vigtigste forskel mellem IPS-celler og embryonale stamceller er, at inducerede pluripotente stamceller er voksne somatiske celler, som genereres og genetisk omprogrammeres til at fungere som embryonale stamceller og blive pluripotente, mens embryonale stamceller er naturligt pluripotente.
Hvad er IPS-celler?
Inducerede pluripotente stamceller (IPS-celler) er de celler, der er udviklet af videnskabsmænd til at efterligne naturlige pluripotente stamceller kaldet embryonale stamceller. Disse celler er konstrueret under in vitro-betingelser i laboratorierne. Genekspression af den voksne celle omprogrammeres til at inducere differentiering i inducerede pluripotente stamceller. Derfor viser IPS-celler de samme egenskaber som embryonale stamceller såsom selvfornyelse, differentiering osv. Men IPS-celler er ikke identiske med ES-celler ifølge litteraturen og medicinske eksperter.
IPS-celler blev først konstrueret ved Kyoto University, Japan af Shinya Yamanaka og team i 2006. De brugte musefibroblaster til at generere IPS-celler, og generne leveres ved hjælp af retrovira som vektorer. For det andet blev IPS-celler udviklet i 2007 ved hjælp af humane celler. Mange forskere genererer IPS-celler, som er næsten identiske med ES-celler. Der er imidlertid behov for yderligere forskning for at bruge disse IPS-celler sikkert og effektivt til celleterapi.
Under omprogrammeringsprocessen af fibroblast til udvikling af IPS-celler, bør induktionen af ES-cellegener og undertrykkelse af fibroblastgener udføres omhyggeligt og korrekt. Ellers vil de resulterende celler ikke fungere som ES-celler.
ES-celler har etiske overvejelser. Det kan undgås af IPS-celler. IPS-celler er nemme at bruge sammenlignet med ES-celler. Udvikling af IPS har dog en masse udfordringer såsom lav effektivitet, genomisk insertion, ufuldstændig omprogrammering osv. Der er en chance for at introducere mutationer som en del af skabelsen. DNA-methylering er en vigtig begivenhed i celler til at tænde og slukke gener og regulerer genekspression. Det er vigtigt for konstruktionen af IPS-celler også under den genetiske omprogrammering. Derfor er det nødvendigt at se på methyleringsmønstrene for ES-celler og udvikle de samme mønstre i IPS-celler for at skabe perfekt identiske IPS-celler med ES-celler. Kun IPS-celler kan trygt og sikkert erstatte ES-celler til forskning og terapi.
Disse celler er endnu ikke anvendt i human sygdomsterapi. De bruges stadig i dyreforsøg. Et hovedmål med at konstruere IPS-celler er imidlertid at bruge dem til Parkinsons patienter og senere til vævsdannelse og mange komplekse sygdomsbehandlinger.
Figur 01: Induceret pluripotent stamcelleudviklingsproces
Hvad er embryonale stamceller?
Embryonale stamceller (ES-celler) er de udifferentierede celler, der findes i den indre cellemasse af det udviklende embryo. De har den iboende evne til selvfornyelse og differentiering til alle celletyper hos en voksen person. Derfor er de også kendt som pluripotente stamceller. Hurtigt celledelingspotentiale gør dem velegnede til brug i vævsregenerering og sårheling. Embryonale stamceller vokser primært i tre primære kimlag, såsom ektoderm, endoderm og mesoderm, som senere differentieres til forskellige menneskelige kropscelletyper. Derfor fungerer ES-celler som et værdifuldt værktøj i regenerativ medicin.
ES-celler isoleres fra den in vitro-befrugtede ægcelle, som udvikles til flere dage gammelt embryo. Det er vigtigt at vide, at dette udtryk "embryonale stamceller" ikke bruges til at henvise til stamceller afledt af embryoet udviklet i en kvindes krop. Stamceller taget fra et flere dage gammelt embryo opbevares i laboratorier som embryonale stamcellelinjer. Hvis de rette betingelser er tilvejebragt, er det muligt at opretholde udifferentierede stamceller i laboratorierne.
Embryonale stamceller er stamceller til alle celletyper i kroppen, inklusive muskler, nerve, lever og mange andre celler. Hvis videnskabsmænd er i stand til at styre celledifferentieringen af in vitro-vedligeholdte ES-celler korrekt, kan de bruge cellerne til at behandle visse sygdomme såsom diabetes, traumatisk rygmarvsskade, Duchennes muskelsvind, hjertesygdomme og syns- og høretab osv.
Figur 02: Humane embryonale stamceller
Hvad er forskellen mellem IPS-celler og embryonale stamceller?
IPS-celler vs. embryonale stamceller |
|
| IPS-celler er de celler, der genereres in vitro ved at omprogrammere de voksne somatiske celler til at efterligne ES-celler. | Stamceller, der er isoleret fra flere dage gamle embryoner, er kendt som embryonale stamceller. |
| Isolation from Embryo | |
| IPS-celler er ikke embryonale celler. | ES-celler er naturlige embryonale celler. |
| Pluripotency | |
| IPS-celler er kunstige pluripotente celler. | ES-celler er pluripotente celler |
Oversigt – IPS-celler vs. embryonale stamceller
IPS-celler efterligner ES-celler. Men de er ikke helt identiske med ES-celler. Begge celletyper viser pluripotens. Begge celletyper har et stort potentiale at bruge i vævsteknologi og sygdomsterapi. Imidlertid praktiseres brugen af disse celler i human sygdomsterapi stadig ikke på grund af etiske og sikre spørgsmål. IPS genereres ved genetisk omprogrammering af voksne celler. De er ikke isoleret fra embryonet. ES-celler isoleres fra in vitro-befrugtede ægceller, som er flere dage gamle. Dette er forskellen mellem IPS-celler og embryonale stamceller.
