Komórki IPS lub indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste - często zadawane pytania

Czym są komórki iPS lub indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC)?

Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (komórki iPS lub iPSC) są rodzajem pluripotencjalnych komórek macierzystych, które mogą być generowane z dorosłych komórek somatycznych, takich jak fibroblasty skóry lub jednojądrzaste komórki krwi obwodowej (PBMC) przez genetyczne przeprogramowanie lub "wymuszone" wprowadzenie genów przeprogramowujących (Oct4, Sox2, Klf4 i c-Myc).

Jak powstają indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPS)?

W 2006 roku Shinya Yamanaka wyprodukował pierwsze komórki iPS - linie komórkowe przypominające mysie ES (embrionalne komórki macierzyste) - z mysich fibroblastów embrionalnych (MEF) i fibroblastów skóry poprzez wstawienie czterech genów czynników transkrypcyjnych kodujących Oct4, Sox2, Klf4 i c-Myc. Inna grupa badaczy zidentyfikowała dwa inne geny, Nanog i Lin28 jako zamiennik Klf4 i c-Myc do przeprogramowania ludzkich komórek. Źródłem genów przeprogramowujących mogą być komórki różnego pochodzenia, w tym komórki progenitorowe neuronów, keratynocyty, hepatocyty, komórki B i fibroblasty mysich końcówek ogonów, nerek, mięśni i nadnerczy. Fuzja dwóch typów komórek może przekształcić wyspecjalizowane typy komórek z jednej linii w drugą. Te nowo powstałe komórki posiadają podobną morfologię i charakterystykę wzrostu jak macierzyste komórki ES poprzez ekspresję genów specyficznych dla komórek ES. Sukces technologii przeprogramowywania komórek iPS zależy od źródeł linii komórkowych. Doniesiono, że przeprogramowanie ludzkich komórek keratynocytów pobranych z biopsji skóry do pluripotencji przebiega z dużo większą częstotliwością i szybkością niż w przypadku fibroblastów. Ostatnio popularne stały się nieintegracyjne metody przeprogramowania, w tym wirus RNA sendai oraz metody przeprogramowania oparte na RNA.

Jakie są zalety komórek iPS w porównaniu z embrionalnymi komórkami macierzystymi?

Zaletą komórek iPS jest to, że nie są one pozyskiwane z ludzkich embrionów, co stanowi problem etyczny w tej dziedzinie. Eliminując kwestie bioetyczne, naukowcy mają większe szanse na uzyskanie większego finansowania i wsparcia federalnego. Kolejną istotną zaletą technologii komórek iPS jest możliwość tworzenia izogenicznych kontrolnych linii komórkowych przy użyciu CRISPR/Cas9 gene editing, które są genetycznie dostosowane do modelowania fenotypu choroby.

Jakie są zagrożenia związane z wykorzystaniem komórek iPS u ludzi?

Retrowirusy wykorzystywane do generowania iPSC są związane z rakiem, ponieważ wstawiają DNA w dowolnym miejscu genomu komórki, co może potencjalnie wywołać ekspresję genów powodujących raka. Innym ryzykiem związanym z technologią komórek iPS stosowaną u ludzi jest fakt, że c-Myc, który jest jednym z genów wykorzystywanych do przeprogramowania, jest znanym onkogenem, którego nadekspresja może również powodować raka. Ponadto wskaźnik udanego przeprogramowania ludzkich komórek iPS z fibroblastów jest dość niski (<0,02%) w niektórych nie dzielących się typach komórek, takich jak PBMC lub fibroblasty starszej skóry.

W jaki sposób komórki iPS są podobne do komórek ES?

Komórki iPS są podobne do komórek ES pod względem morfologii, tworzenia potworniaków, proliferacji, ekspresji markerów pluripotencji, długiej strefy telomerowej, generowania ciałek embrionalnych i żywych chimer, a także ich zdolności do różnicowania wzdłuż danej linii. Wyrażają również markery powierzchniowe komórek macierzystych i geny charakteryzujące komórki ES, takie jak Oct4, Sox2, TRA-1-60, TRA-1-81, SSEA-3, SSEA-4 i Nanog.

Czy technologia komórek iPS eliminuje potrzebę badań nad embrionalnymi komórkami macierzystymi?

Ostatnie postępy nie eliminują potrzeby badań nad komórkami ES, ponieważ nie jest jeszcze do końca jasne, czy komórki iPS różnią się znacznie od embrionalnych komórek macierzystych. Aby doprowadzić badania nad komórkami macierzystymi do realizacji klinicznej, konieczne jest zbadanie wszystkich aspektów w tej dziedzinie, takich jak najskuteczniejsze komórki macierzyste do terapii zastępujących komórki.

Czym są komórki iPS specyficzne dla danej choroby?

Komórki iPS specyficzne dla choroby to komórki iPS generowane od pacjentów z chorobą genetyczną. Komórki te, wygenerowane od pacjentów z nieuleczalnymi chorobami, mogą być wykorzystywane do badania patofizjologii różnych chorób in vitro i umożliwiać opracowywanie leków. Inną istotną zaletą technologii komórek iPS jest możliwość tworzenia izogenicznych kontrolnych linii komórkowych przy użyciu edycji genówCRISPR/Cas9, które są genetycznie dostosowane do fenotypu pacjenta lub choroby.

Gdzie można uzyskać ludzkie komórki iPS?

Europejski Bank Indukowanych Pluripotencjalnych Komórek Macierzystych (EBiSC) to kolekcja wysokiej jakości ludzkich komórek iPS dostępnych dla naukowców do wykorzystania w modelowaniu chorób i innych formach badań nad komórkami macierzystymi. Początkowa kolekcja została wygenerowana z szerokiej gamy dawców reprezentujących określone tła chorobowe i zdrowe grupy kontrolne. Deponenci EBiSC ustanowili wiele rutynowych procedur gromadzenia, rozszerzania i charakteryzowania ludzkich linii komórek iPS. Bank komórek macierzystych obejmuje linie komórek iPSC pochodzące z chorób neurodegeneracyjnych (choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, demencja, choroba neuronu ruchowego (ALS) - i choroba Huntingtona), chorób oczu i serca, a także linie od zdrowych dawców kontrolnych w celu dopasowania wieku i płci.

W jaki sposób komórki iPS są hodowane w kulturze?

Zdolność do rozwijania ludzkich iPSC. in vitro i poddanie ich protokołom różnicowania specyficznym dla typu komórki ma kluczowe znaczenie dla generowania pochodzących od pacjentów modeli komórkowych "choroba w naczyniu" do podstawowych badań nad komórkami macierzystymi i zastosowań związanych z odkrywaniem leków. Standaryzowane Protokoły dotyczące rozmrażania, hodowli i kriokonserwacji ludzkich indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC) zostały opracowane przez Europejski Bank Indukowanych Pluripotencjalnych Komórek Macierzystych (EBiSC). Linie ludzkich indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC) różnią się od wszystkich innych ustalonych linii komórkowych. Jeśli nie jesteś zaznajomiony z hodowlą iPSC, upewnij się, że uważnie przeczytałeś poniższe instrukcje. Ostatnio hodowla komórek 3D modele organoidalne wykorzystały komórki iPS do dokładniejszego modelowania wielu układów narządów in vitro.