A legfontosabb különbség – IPS-sejtek vs embrionális őssejtek
Többféle őssejt létezik, amelyek felhasználhatók szövetregenerációra a szövetfejlesztésben és a sebgyógyításban. Közülük az embrionális őssejtek a fő és legmegfelelőbb őssejttípusok, mivel természetüknél fogva pluripotensek. A pluripotencia egy sejt azon képessége, hogy egy felnőtt szervezetben sok vagy minden sejttípusra differenciálódjon. Az emberi embrionális őssejtek több mint 200 speciális, emberben megtalálható sejttípusra képesek differenciálódni. Néhány napos in vitro megtermékenyített embrió belső sejttömegéből izolálják őket, és szövetsebészeti és betegségterápiás célokra használják. Az embrionális őssejtekkel kapcsolatos etikai problémák miatt azonban a tudósok mesterséges pluripotens őssejteket próbálnak létrehozni in vitro felnőtt szomatikus sejtek génexpressziójának indukálásával. Ezeket indukált pluripotens őssejteknek (IPS-sejtek) nevezik. A legfontosabb különbség az IPS-sejtek és az embrionális őssejtek között az, hogy az indukált pluripotens őssejtek felnőtt szomatikus sejtek, amelyeket generálnak és genetikailag újraprogramoznak, hogy embrionális őssejtekként működjenek, és pluripotenssé válnak, míg az embrionális őssejtek természetesen pluripotensek.
Mik azok az IPS-cellák?
Az indukált pluripotens őssejtek (IPS-sejtek) olyan sejtek, amelyeket a tudósok úgy fejlesztettek ki, hogy utánozzák a természetes pluripotens őssejteket, az úgynevezett embrionális őssejteket. Ezeket a sejteket in vitro körülmények között, laboratóriumokban állítják elő. A felnőtt sejt génexpresszióját átprogramozzák, hogy differenciációt indukáljon az indukált pluripotens őssejtekben. Ezért az IPS-sejtek ugyanazokat a tulajdonságokat mutatják, mint az embrionális őssejtek, például önmegújulás, differenciálódás stb. De az IPS-sejtek nem azonosak az ES-sejtekkel a szakirodalom és az orvosi szakértők szerint.
Az IPS sejteket először Shinya Yamanaka és csapata állította elő 2006-ban a japán Kiotói Egyetemen. Egérfibroblasztokat használtak IPS-sejtek előállításához, és a géneket retrovírusok vektorok segítségével juttatták el. Másodszor, az IPS sejteket 2007-ben emberi sejtek felhasználásával fejlesztették ki. Sok tudós olyan IPS sejteket hoz létre, amelyek közel azonosak az ES sejtekkel. Azonban további kutatásokra van szükség ahhoz, hogy ezeket az IPS-sejteket biztonságosan és hatékonyan felhasználhassuk sejtterápiában.
A fibroblasztok IPS-sejtek kifejlesztésére irányuló átprogramozási folyamata során az ES-sejtek gének indukcióját és a fibroblaszt gének elnyomását gondosan és helyesen kell végrehajtani. Ellenkező esetben az eredményül kapott cellák nem fognak ES-cellaként működni.
ES sejteknek etikai megfontolásaik vannak. IPS sejtekkel elkerülhető. Az IPS cellák használata egyszerű az ES cellákhoz képest. Az IPS fejlesztése azonban számos kihívással jár, mint például az alacsony hatékonyság, a genomikus beillesztés, a hiányos újraprogramozás stb. A teremtés részeként lehetőség van mutációk bevezetésére. A DNS-metiláció fontos esemény a sejtekben a gének be- és kikapcsolására, és szabályozza a génexpressziót. Fontos az IPS sejtek felépítéséhez is, a genetikai átprogramozás során. Ezért meg kell vizsgálni az ES sejtek metilációs mintázatait, és ugyanazokat a mintákat kell kifejleszteni az IPS sejtekben, hogy tökéletesen azonos IPS sejteket hozzunk létre az ES sejtekkel. Csak az IPS-sejtek képesek magabiztosan és biztonságosan helyettesíteni az ES-sejteket kutatási és terápiás célokra.
Ezeket a sejteket még nem alkalmazzák az emberi betegségek terápiájában. Még mindig használják állatkísérletekben. Az IPS-sejtek létrehozásának egyik fő célja azonban az, hogy ezeket Parkinson-kórban szenvedő betegeknél, majd később szövetképzésre és számos komplex betegségterápiára használják fel.
01. ábra: Indukált pluripotens őssejtfejlődési folyamat
Mik azok az embrionális őssejtek?
Az embrionális őssejtek (ES-sejtek) a fejlődő embrió belső sejttömegében található differenciálatlan sejtek. Bennük rejlő képességük van az önmegújulásra és a felnőtt ember összes sejttípusára való differenciálódásra. Ezért pluripotens őssejtekként is ismertek. A gyors sejtosztódási potenciál alkalmassá teszi a szövetek regenerációjára és a sebgyógyulásra. Az embrionális őssejtek elsősorban három elsődleges csírarétegre, például ektodermára, endodermára és mezodermára nőnek, amelyek később különböző emberi testsejttípusokká differenciálódnak. Ezért az ES sejtek értékes eszközként szolgálnak a regeneratív gyógyászatban.
ES sejteket izolálnak az in vitro megtermékenyített petesejtből, amelyből több napos embrió fejlődik. Fontos tudni, hogy ezt az „embrionális őssejtek” kifejezést nem a női testben kifejlődött embrióból származó őssejtekre használják. A több napos embrióból vett őssejteket a laboratóriumokban embrionális őssejtvonalként tartják fenn. Megfelelő körülmények biztosításával lehetőség van differenciálatlan őssejtek fenntartására a laboratóriumokban.
Az embrionális őssejtek a test összes sejttípusának elődei, beleértve az izom-, ideg-, máj- és sok más sejtet is. Ha a tudósok képesek megfelelően irányítani az in vitro karbantartott ES-sejtek sejtdifferenciálódását, akkor a sejteket felhasználhatják bizonyos betegségek, például cukorbetegség, traumás gerincvelő-sérülés, Duchenne-féle izomdisztrófia, szívbetegség, látás- és hallásvesztés stb. kezelésére.
02. ábra: Emberi embrionális őssejtek
Mi a különbség az IPS-sejtek és az embrionális őssejtek között?
IPS-sejtek kontra embrionális őssejtek |
|
| Az IPS-sejtek olyan sejtek, amelyeket in vitro állítanak elő a felnőtt szomatikus sejtek ES-sejtek utánzásával történő újraprogramozásával. | A több napos embrióból izolált őssejteket embrionális őssejteknek nevezzük. |
| Izoláció az embrióból | |
| IPS sejtek nem embrionális sejtek. | ES sejtek természetes embrionális sejtek. |
| Pluripotencia | |
| Az IPS sejtek mesterséges pluripotens sejtek. | Az ES sejtek pluripotens sejtek |
Összefoglaló – IPS-sejtek kontra embrionális őssejtek
IPS sejtek utánozzák az ES sejteket. De nem teljesen azonosak az ES sejtekkel. Mindkét sejttípus pluripotenciát mutat. Mindkét sejttípus nagy lehetőségeket rejt magában a szövetfejlesztésben és a betegségek terápiájában. Ezeknek a sejteknek az emberi betegségek terápiájában való felhasználása azonban etikai és biztonságossági okokból még mindig nem gyakorlat. Az IPS-t a felnőtt sejtek genetikai átprogramozása hozza létre. Nem izolálják az embriótól. Az ES sejteket in vitro megtermékenyített, több napos petesejtből izoláljuk. Ez a különbség az IPS-sejtek és az embrionális őssejtek között.
