Pagrindinis skirtumas – IPS ląstelės ir embrioninės kamieninės ląstelės
Yra kelių tipų kamieninės ląstelės, kurios gali būti naudojamos audinių regeneracijai audinių inžinerijos ir žaizdų gijimo srityse. Tarp jų embrioninės kamieninės ląstelės yra pagrindiniai ir tinkamiausi kamieninių ląstelių tipai, nes jos natūraliai yra pluripotentinės. Pluripotencija yra ląstelės gebėjimas diferencijuotis į daugelį arba visų tipų suaugusiojo kūno ląsteles. Žmogaus embrioninės kamieninės ląstelės gali diferencijuotis į daugiau nei 200 specializuotų žmogaus ląstelių tipų. Jie išskiriami iš kelių dienų amžiaus in vitro apvaisinto embriono vidinės ląstelių masės ir naudojami audinių inžinerijai bei ligų gydymui. Tačiau dėl etinių problemų, susijusių su embrioninėmis kamieninėmis ląstelėmis, mokslininkai bando sukurti dirbtines pluripotentines kamienines ląsteles in vitro, sukeldami suaugusių somatinių ląstelių genų ekspresiją. Jie žinomi kaip indukuotos pluripotentinės kamieninės ląstelės (IPS ląstelės). Pagrindinis skirtumas tarp IPS ląstelių ir embrioninių kamieninių ląstelių yra tas, kad indukuotos pluripotentinės kamieninės ląstelės yra suaugusiųjų somatinės ląstelės, kurios generuojamos ir genetiškai perprogramuojamos veikti kaip embrioninės kamieninės ląstelės ir tampa pluripotentinės, o embrioninės kamieninės ląstelės yra natūraliai pluripotentinės.
Kas yra IPS ląstelės?
Indukuotos pluripotentinės kamieninės ląstelės (IPS ląstelės) yra ląstelės, kurias sukūrė mokslininkai, kad imituotų natūralias pluripotentines kamienines ląsteles, vadinamas embrioninėmis kamieninėmis ląstelėmis. Šios ląstelės yra sukonstruotos laboratorijose in vitro sąlygomis. Suaugusiųjų ląstelių genų ekspresija perprogramuojama, kad sukeltų indukuotų pluripotentinių kamieninių ląstelių diferenciaciją. Taigi IPS ląstelės pasižymi tokiomis pat savybėmis kaip ir embrioninės kamieninės ląstelės, pavyzdžiui, savaiminis atsinaujinimas, diferenciacija ir kt. Tačiau, remiantis literatūra ir medicinos ekspertais, IPS ląstelės nėra tapačios ES ląstelėms.
IPS ląsteles 2006 m. Kioto universitete, Japonijoje, Shinya Yamanaka ir komanda pirmą kartą sukūrė. Jie naudojo pelių fibroblastus IPS ląstelėms generuoti, o genai pristatomi naudojant retrovirusus kaip vektorius. Antra, IPS ląstelės buvo sukurtos 2007 m. naudojant žmogaus ląsteles. Daugelis mokslininkų sukuria IPS ląsteles, kurios yra beveik identiškos ES ląstelėms. Tačiau reikia atlikti tolesnius tyrimus, kad šios IPS ląstelės būtų saugiai ir efektyviai naudojamos ląstelių terapijai.
Perprogramuojant fibroblastus siekiant sukurti IPS ląsteles, ES ląstelių genų indukcija ir fibroblastų genų slopinimas turi būti atliekami atsargiai ir teisingai. Priešingu atveju gautos ląstelės neveiks kaip ES langeliai.
ES ląstelės turi etinių sumetimų. To gali išvengti IPS ląstelės. IPS ląsteles lengva naudoti, palyginti su ES ląstelėmis. Tačiau IPS kūrimas turi daug iššūkių, tokių kaip mažas efektyvumas, genomo įterpimas, neišsamus perprogramavimas ir kt. Yra galimybė įvesti mutacijas kaip kūrybos dalį. DNR metilinimas yra svarbus įvykis ląstelėse įjungiant ir išjungiant genus ir reguliuoja genų ekspresiją. Tai svarbu ir IPS ląstelių konstravimui genetinio perprogramavimo metu. Taigi, norint sukurti visiškai identiškas IPS ląsteles su ES ląstelėmis, būtina pažvelgti į ES ląstelių metilinimo modelius ir sukurti tuos pačius modelius IPS ląstelėse. Tik IPS ląstelės gali patikimai ir saugiai pakeisti ES ląsteles tyrimams ir terapijai.
Šios ląstelės dar netaikomos žmonių ligų gydymui. Jie vis dar naudojami bandymuose su gyvūnais. Tačiau vienas iš pagrindinių IPS ląstelių konstravimo tikslų yra naudoti jas Parkinsono liga sergantiems pacientams, o vėliau ir audinių formavimui bei daugeliui sudėtingų ligų gydymo būdų.
01 pav.: Sukeltas pluripotentinių kamieninių ląstelių vystymosi procesas
Kas yra embrioninės kamieninės ląstelės?
Embrioninės kamieninės ląstelės (ES ląstelės) yra nediferencijuotos ląstelės, randamos besivystančio embriono vidinėje ląstelių masėje. Jiems būdingas gebėjimas atsinaujinti ir diferencijuotis į visus suaugusio žmogaus ląstelių tipus. Taigi jos taip pat žinomos kaip pluripotentinės kamieninės ląstelės. Dėl greito ląstelių dalijimosi potencialo jie tinkami naudoti audinių regeneracijai ir žaizdų gijimui. Embrioninės kamieninės ląstelės daugiausia išauga į tris pirminius gemalo sluoksnius, tokius kaip ektoderma, endoderma ir mezoderma, kurie vėliau diferencijuojami į skirtingus žmogaus kūno ląstelių tipus. Todėl ES ląstelės yra vertinga priemonė regeneracinėje medicinoje.
ES ląstelės išskiriamos iš in vitro apvaisintos kiaušialąstės, kuri išsivysto į kelių dienų senumo embrioną. Svarbu žinoti, kad šis terminas „embrioninės kamieninės ląstelės“nevartojamas kamieninėms ląstelėms, gautoms iš embriono, susiformavusio moters kūne. Kamieninės ląstelės, paimtos iš kelių dienų senumo embriono, laikomos laboratorijose kaip embrioninių kamieninių ląstelių linijos. Sudarius tinkamas sąlygas, laboratorijose galima išlaikyti nediferencijuotas kamienines ląsteles.
Embrioninės kamieninės ląstelės yra visų kūno ląstelių tipų, įskaitant raumenų, nervų, kepenų ir daugelio kitų ląstelių, pirmtakės. Jei mokslininkai sugeba teisingai nukreipti in vitro palaikomų ES ląstelių diferenciaciją, jie gali panaudoti ląsteles tam tikroms ligoms, tokioms kaip diabetas, trauminis nugaros smegenų pažeidimas, Diušeno raumenų distrofija, širdies liga, regos ir klausos praradimas ir kt., gydyti.
02 pav.: Žmogaus embrioninės kamieninės ląstelės
Kuo skiriasi IPS ląstelės ir embrioninės kamieninės ląstelės?
IPS ląstelės prieš embrionines kamienines ląsteles |
|
| IPS ląstelės yra ląstelės, sukurtos in vitro perprogramuojant suaugusiųjų somatines ląsteles, kad imituotų ES ląsteles. | Kamieninės ląstelės, išskirtos iš kelių dienų senumo embriono, vadinamos embrioninėmis kamieninėmis ląstelėmis. |
| Izoliacija nuo embriono | |
|
IPS ląstelės nėra embrioninės ląstelės. | ES ląstelės yra natūralios embriono ląstelės. |
| Pliuripotencija | |
| IPS ląstelės yra dirbtinės pluripotentinės ląstelės. | ES ląstelės yra pluripotentinės ląstelės |
Santrauka – IPS ląstelės prieš embrionines kamienines ląsteles
IPS ląstelės imituoja ES ląsteles. Tačiau jie nėra visiškai identiški ES ląstelėms. Abu ląstelių tipai rodo pluripotenciją. Abu ląstelių tipai turi didelį potencialą panaudoti audinių inžinerijoje ir ligų terapijoje. Tačiau šių ląstelių naudojimas žmonių ligų gydymui vis dar nėra praktikuojamas dėl etinių ir saugių problemų. IPS generuojami genetiškai perprogramuojant suaugusiųjų ląsteles. Jie nėra izoliuoti nuo embriono. ES ląstelės išskiriamos iš kelių dienų senumo in vitro apvaisintos kiaušinėlio ląstelės. Tai yra skirtumas tarp IPS ląstelių ir embrioninių kamieninių ląstelių.
