Ključna razlika – IPS stanice naspram embrionalnih matičnih stanica
Postoji nekoliko vrsta matičnih stanica koje se mogu koristiti za regeneraciju tkiva u inženjeringu tkiva i zacjeljivanju rana. Među njima, embrionalne matične stanice služe kao glavne i najprikladnije vrste matičnih stanica budući da su prirodno pluripotentne. Pluripotencija je sposobnost stanice da se diferencira u mnoge ili sve vrste stanica u tijelu odrasle osobe. Ljudske embrionalne matične stanice mogu se diferencirati u više od 200 specijaliziranih vrsta stanica koje se nalaze u ljudi. Izoliraju se iz unutarnje stanične mase in vitro oplođenog embrija koji je star nekoliko dana i koristi se za tkivni inženjering i terapiju bolesti. Međutim, zbog etičkih problema vezanih uz embrionalne matične stanice, znanstvenici pokušavaju stvoriti umjetne pluripotentne matične stanice in vitro inducirajući ekspresiju gena odraslih somatskih stanica. Poznate su kao inducirane pluripotentne matične stanice (IPS stanice). Ključna razlika između IPS stanica i embrionalnih matičnih stanica je u tome što su inducirane pluripotentne matične stanice odrasle somatske stanice koje se stvaraju i genetski reprogramiraju da funkcioniraju kao embrionalne matične stanice i postaju pluripotentne, dok su embrionalne matične stanice prirodno pluripotentne.
Što su IPS ćelije?
Inducirane pluripotentne matične stanice (IPS stanice) su stanice koje su razvili znanstvenici da oponašaju prirodne pluripotentne matične stanice koje se nazivaju embrionalne matične stanice. Te se stanice konstruiraju u in vitro uvjetima u laboratorijima. Ekspresija gena odrasle stanice reprogramirana je da inducira diferencijaciju u induciranim pluripotentnim matičnim stanicama. Dakle, IPS stanice pokazuju ista svojstva kao embrionalne matične stanice kao što su samoobnavljanje, diferencijacija itd. Ali IPS stanice nisu identične ES stanicama prema literaturi i medicinskim stručnjacima.
IPS stanice prvi su konstruirali Shinya Yamanaka i tim na Sveučilištu Kyoto u Japanu 2006. godine. Koristili su mišje fibroblaste za stvaranje IPS stanica, a geni se isporučuju pomoću retrovirusa kao vektora. Drugo, IPS stanice razvijene su 2007. godine pomoću ljudskih stanica. Mnogi znanstvenici stvaraju IPS stanice koje su gotovo identične ES stanicama. Međutim, potrebna su daljnja istraživanja kako bi se ove IPS stanice sigurno i učinkovito koristile za staničnu terapiju.
Tijekom procesa reprogramiranja fibroblasta za razvoj IPS stanica, indukciju gena ES stanica i supresiju gena fibroblasta potrebno je pažljivo i pravilno izvesti. Inače, rezultirajuće ćelije neće raditi kao ES ćelije.
ES stanice imaju etička razmatranja. To se može izbjeći IPS ćelijama. IPS ćelije su jednostavne za korištenje u usporedbi s ES ćelijama. Međutim, razvoj IPS-a ima puno izazova kao što su niska učinkovitost, genomsko umetanje, nepotpuno reprogramiranje itd. Postoji mogućnost uvođenja mutacija kao dijela stvaranja. Metilacija DNA važan je događaj u stanicama za uključivanje i isključivanje gena i regulira ekspresiju gena. Važan je i za izgradnju IPS stanica tijekom genetskog reprogramiranja. Stoga je potrebno pogledati obrasce metilacije ES stanica i razviti iste obrasce u IPS stanicama kako bi se stvorile savršeno identične IPS stanice s ES stanicama. Samo IPS stanice mogu pouzdano i sigurno zamijeniti ES stanice za istraživanje i terapiju.
Ove stanice još se ne primjenjuju u terapiji ljudskih bolesti. Još uvijek se koriste u ispitivanjima na životinjama. Međutim, jedan od glavnih ciljeva konstruiranja IPS stanica je njihova upotreba za pacijente s Parkinsonovom bolešću, a kasnije za stvaranje tkiva i mnoge složene terapije bolesti.
Slika 01: Inducirani proces razvoja pluripotentnih matičnih stanica
Što su embrionalne matične stanice?
Embrionalne matične stanice (ES stanice) su nediferencirane stanice koje se nalaze u unutarnjoj staničnoj masi embrija u razvoju. Imaju svojstvenu sposobnost samoobnavljanja i diferencijacije u sve tipove stanica odrasle osobe. Stoga su poznate i kao pluripotentne matične stanice. Potencijal brze diobe stanica čini ih prikladnima za upotrebu u regeneraciji tkiva i zacjeljivanju rana. Embrionalne matične stanice prvenstveno rastu u tri primarna zametna sloja kao što su ektoderm, endoderm i mezoderm koji se kasnije diferenciraju u različite tipove stanica ljudskog tijela. Stoga ES stanice služe kao vrijedan alat u regenerativnoj medicini.
ES stanice su izolirane iz in vitro oplođene jajne stanice koja se razvija u nekoliko dana star embrij. Važno je znati da se ovaj izraz 'embrionalne matične stanice' ne koristi za označavanje matičnih stanica izvedenih iz embrija razvijenog u tijelu žene. Matične stanice uzete iz embrija starog nekoliko dana čuvaju se u laboratorijima kao linije embrionalnih matičnih stanica. Ako se osiguraju odgovarajući uvjeti, moguće je održavati nediferencirane matične stanice u laboratorijima.
Embrionalne matične stanice su preci svih vrsta stanica u tijelu uključujući mišićne, živčane, jetrene i mnoge druge stanice. Ako znanstvenici mogu ispravno usmjeravati diferencijaciju stanica in vitro održavanih ES stanica, mogu koristiti stanice za liječenje određenih bolesti kao što su dijabetes, traumatska ozljeda leđne moždine, Duchenneova mišićna distrofija, bolesti srca, te gubitak vida i sluha itd.
Slika 02: Ljudske embrionalne matične stanice
Koja je razlika između IPS stanica i embrionalnih matičnih stanica?
IPS stanice naspram embrionalnih matičnih stanica |
|
| IPS stanice su stanice generirane in vitro reprogramiranjem odraslih somatskih stanica da oponašaju ES stanice. | Matične stanice koje su izolirane iz nekoliko dana starog embrija poznate su kao embrionalne matične stanice. |
| Izolacija iz embrija | |
|
IPS stanice nisu embrionalne stanice. | ES stanice su prirodne embrionalne stanice. |
| Pluripotencija | |
| IPS stanice su umjetne pluripotentne stanice. | ES stanice su pluripotentne stanice |
Sažetak – IPS stanice naspram embrionalnih matičnih stanica
IPS stanice oponašaju ES stanice. Ali one nisu savršeno identične ES stanicama. Oba tipa stanica pokazuju pluripotentnost. Obje vrste stanica imaju veliki potencijal za korištenje u tkivnom inženjeringu i terapiji bolesti. Međutim, uporaba ovih stanica u terapiji ljudskih bolesti još uvijek se ne prakticira zbog etičkih i sigurnosnih pitanja. IPS nastaju genetskim reprogramiranjem odraslih stanica. Nisu izolirani od embrija. ES stanice su izolirane iz in vitro oplođene jajne stanice stare nekoliko dana. Ovo je razlika između IPS stanica i embrionalnih matičnih stanica.
