Belangrijk verschil - IPS-cellen versus embryonale stamcellen
Er zijn verschillende soorten stamcellen die kunnen worden gebruikt voor weefselregeneratie bij weefselmanipulatie en wondgenezing. Onder hen dienen embryonale stamcellen als de belangrijkste en meest geschikte stamceltypes, aangezien ze van nature pluripotent zijn. Pluripotentie is het vermogen van een cel om te differentiëren in vele of alle celtypen in een volwassen lichaam. Menselijke embryonale stamcellen kunnen differentiëren tot meer dan 200 gespecialiseerde celtypen die bij de mens worden aangetroffen. Ze worden geïsoleerd uit de binnenste celmassa van in vitro bevruchte embryo's die enkele dagen oud zijn en worden gebruikt voor weefselmanipulatie en therapieën voor ziekten. Vanwege ethische problemen met betrekking tot embryonale stamcellen proberen wetenschappers echter in vitro kunstmatige pluripotente stamcellen te creëren door de genexpressie van volwassen somatische cellen te induceren. Ze staan bekend als geïnduceerde pluripotente stamcellen (IPS-cellen). Het belangrijkste verschil tussen IPS-cellen en embryonale stamcellen is dat geïnduceerde pluripotente stamcellen volwassen somatische cellen zijn die worden gegenereerd en genetisch geherprogrammeerd om als embryonale stamcellen te functioneren en pluripotent worden, terwijl embryonale stamcellen van nature pluripotent zijn.
Wat zijn IPS-cellen?
Geïnduceerde pluripotente stamcellen (IPS-cellen) zijn de cellen die door wetenschappers zijn ontwikkeld om natuurlijke pluripotente stamcellen na te bootsen die embryonale stamcellen worden genoemd. Deze cellen worden in de laboratoria onder in vitro omstandigheden geconstrueerd. Genexpressie van de volwassen cel wordt geherprogrammeerd om differentiatie in geïnduceerde pluripotente stamcellen te induceren. Daarom vertonen IPS-cellen dezelfde eigenschappen als embryonale stamcellen zoals zelfvernieuwing, differentiatie, enz. Maar volgens de literatuur en medische experts zijn IPS-cellen niet identiek aan ES-cellen.
IPS-cellen werden voor het eerst geconstrueerd aan de Universiteit van Kyoto, Japan door Shinya Yamanaka en team in 2006. Ze gebruikten muisfibroblasten om IPS-cellen te genereren en de genen worden afgeleverd met behulp van retrovirussen als vectoren. Ten tweede werden in 2007 IPS-cellen ontwikkeld met menselijke cellen. Veel wetenschappers genereren IPS-cellen die bijna identiek zijn aan ES-cellen. Er is echter verder onderzoek nodig om deze IPS-cellen veilig en effectief te gebruiken voor celtherapie.
Tijdens het herprogrammeringsproces van fibroblasten om IPS-cellen te ontwikkelen, moet de inductie van ES-celgenen en onderdrukking van fibroblastgenen zorgvuldig en correct gebeuren. Anders werken de resulterende cellen niet als ES-cellen.
ES-cellen hebben ethische overwegingen. Het kan worden vermeden door IPS-cellen. IPS-cellen zijn gemakkelijk te gebruiken in vergelijking met ES-cellen. De ontwikkeling van IPS heeft echter veel uitdagingen, zoals lage efficiëntie, genomische insertie, onvolledige herprogrammering, enz. Er is een kans om mutaties te introduceren als onderdeel van de schepping. DNA-methylatie is een belangrijke gebeurtenis in cellen om genen aan en uit te zetten en reguleert genexpressie. Het is ook belangrijk voor de constructie van IPS-cellen tijdens de genetische herprogrammering. Daarom is het noodzakelijk om naar de methyleringspatronen van ES-cellen te kijken en dezelfde patronen in IPS-cellen te ontwikkelen om perfect identieke IPS-cellen met ES-cellen te creëren. Alleen IPS-cellen kunnen vol vertrouwen en veilig ES-cellen vervangen voor onderzoek en therapie.
Deze cellen worden nog niet toegepast in therapieën voor menselijke ziekten. Ze worden nog steeds gebruikt bij dierproeven. Een belangrijk doel van het bouwen van IPS-cellen is echter om ze te gebruiken voor Parkinson-patiënten en later voor weefselvorming en vele complexe ziektetherapieën.
Figuur 01: Geïnduceerd ontwikkelingsproces van pluripotente stamcellen
Wat zijn embryonale stamcellen?
Embryonale stamcellen (ES-cellen) zijn de ongedifferentieerde cellen die worden aangetroffen in de binnenste celmassa van het zich ontwikkelende embryo. Ze hebben het inherente vermogen tot zelfvernieuwing en differentiatie in alle celtypen van een volwassen persoon. Daarom worden ze ook wel pluripotente stamcellen genoemd. Het snelle celdelingspotentieel maakt ze geschikt voor gebruik bij weefselregeneratie en wondgenezing. Embryonale stamcellen groeien voornamelijk in drie primaire kiemlagen zoals ectoderm, endoderm en mesoderm die later worden gedifferentieerd in verschillende celtypen van het menselijk lichaam. Daarom dienen ES-cellen als een waardevol hulpmiddel in de regeneratieve geneeskunde.
ES-cellen worden geïsoleerd uit de in vitro bevruchte eicel die wordt ontwikkeld tot enkele dagen oude embryo. Het is belangrijk om te weten dat deze term 'embryonale stamcellen' niet wordt gebruikt om te verwijzen naar stamcellen die zijn afgeleid van het embryo dat is ontwikkeld in het lichaam van een vrouw. Stamcellen uit een enkele dagen oud embryo worden in laboratoria bewaard als embryonale stamcellijnen. Als de juiste omstandigheden worden geboden, is het mogelijk om ongedifferentieerde stamcellen in de laboratoria te behouden.
Embryonale stamcellen zijn de voorlopers van alle celtypen van het lichaam, inclusief spieren, zenuwen, lever en vele andere cellen. Als wetenschappers in staat zijn om de celdifferentiatie van in vitro onderhouden ES-cellen correct te sturen, kunnen ze de cellen gebruiken om bepaalde ziekten te behandelen, zoals diabetes, traumatisch ruggenmergletsel, Duchenne's spierdystrofie, hartziekte, en gezichts- en gehoorverlies enz.
Figuur 02: Menselijke embryonale stamcellen
Wat is het verschil tussen IPS-cellen en embryonale stamcellen?
IPS-cellen versus embryonale stamcellen |
|
| IPS-cellen zijn de cellen die in vitro worden gegenereerd door de volwassen lichaamscellen te herprogrammeren om ES-cellen na te bootsen. | Stamcellen die zijn geïsoleerd uit embryo's van enkele dagen oud, staan bekend als embryonale stamcellen. |
| Isolatie van Embryo | |
| IPS-cellen zijn geen embryonale cellen. | ES-cellen zijn natuurlijke embryonale cellen. |
| Pluripotentie | |
| IPS-cellen zijn kunstmatige pluripotente cellen. | ES-cellen zijn pluripotente cellen |
Samenvatting – IPS-cellen versus embryonale stamcellen
IPS-cellen bootsen ES-cellen na. Maar ze zijn niet perfect identiek aan ES-cellen. Beide celtypen vertonen pluripotentie. Beide celtypen hebben een groot potentieel om te gebruiken bij weefselmanipulatie en ziektetherapieën. Het gebruik van deze cellen in de therapie van menselijke ziekten wordt echter nog steeds niet toegepast vanwege ethische en veilige kwesties. IPS worden gegenereerd door het genetisch herprogrammeren van volwassen cellen. Ze zijn niet geïsoleerd van het embryo. ES-cellen worden geïsoleerd uit in vitro bevruchte eicellen die enkele dagen oud zijn. Dit is het verschil tussen IPS-cellen en embryonale stamcellen.
