Avainero – IPS-solut vs. alkion kantasolut
On olemassa useita erityyppisiä kantasoluja, joita voidaan käyttää kudosten uudistamiseen kudostekniikassa ja haavojen parantamisessa. Niiden joukossa alkion kantasolut toimivat tärkeimpänä ja sopivimpana kantasolutyyppinä, koska ne ovat luonnostaan pluripotentteja. Pluripotenssi on solun kyky erilaistua moniksi tai kaikkiin solutyyppeihin aikuisen kehossa. Ihmisen alkion kantasolut pystyvät erilaistumaan yli 200 erikoistuneeksi ihmisestä löytyväksi solutyypiksi. Ne eristetään muutaman päivän ikäisen koeputkihedelmöitetyn alkion sisäisestä solumassasta, jota käytetään kudostekniikassa ja sairauksien hoidossa. Alkion kantasoluihin liittyvien eettisten ongelmien vuoksi tutkijat yrittävät kuitenkin luoda keinotekoisia pluripotentteja kantasoluja in vitro indusoimalla aikuisten somaattisten solujen geeniekspressiota. Ne tunnetaan indusoituneina pluripotenteina kantasoluina (IPS-soluina). Keskeinen ero IPS-solujen ja alkion kantasolujen välillä on se, että indusoidut pluripotentit kantasolut ovat aikuisten somaattisia soluja, jotka luodaan ja ohjelmoidaan geneettisesti uudelleen toimimaan alkion kantasoluina ja joista tulee pluripotentteja, kun taas alkion kantasolut ovat luonnostaan pluripotentteja.
Mitä IPS-solut ovat?
Indusoidut pluripotentit kantasolut (IPS-solut) ovat soluja, jotka tutkijat ovat kehittäneet jäljittelemään luonnollisia pluripotentteja kantasoluja, joita kutsutaan alkion kantasoluiksi. Nämä solut rakennetaan in vitro -olosuhteissa laboratorioissa. Aikuisen solun geeniekspressio ohjelmoidaan uudelleen indusoimaan indusoitujen pluripotenttien kantasolujen erilaistumista. Siksi IPS-soluilla on samat ominaisuudet kuin alkion kantasoluilla, kuten itsensä uusiutuminen, erilaistuminen jne. Mutta IPS-solut eivät ole identtisiä ES-solujen kanssa kirjallisuuden ja lääketieteen asiantuntijoiden mukaan.
IPS-solut rakensivat ensimmäisen kerran Kioton yliopistossa Japanissa Shinya Yamanaka ja tiimi vuonna 2006. He käyttivät hiiren fibroblasteja IPS-solujen tuottamiseen ja geenit toimitetaan käyttämällä retroviruksia vektoreina. Toiseksi IPS-solut kehitettiin vuonna 2007 käyttämällä ihmissoluja. Monet tutkijat tuottavat IPS-soluja, jotka ovat lähes identtisiä ES-solujen kanssa. Lisätutkimuksia tarvitaan kuitenkin, jotta näitä IPS-soluja voidaan käyttää turvallisesti ja tehokkaasti soluterapiaan.
Fibroblastien uudelleenohjelmoinnin aikana IPS-solujen kehittämiseksi ES-solugeenien induktio ja fibroblastigeenien suppressio tulee tehdä huolellisesti ja oikein. Muuten tuloksena olevat solut eivät toimi ES-soluina.
ES-soluilla on eettisiä näkökohtia. IPS-solut voivat välttää sen. IPS-soluja on helppo käyttää ES-soluihin verrattuna. IPS:n kehittämisessä on kuitenkin paljon haasteita, kuten alhainen tehokkuus, genominen lisäys, epätäydellinen uudelleenohjelmointi jne. On mahdollisuus tuoda mutaatioita osana luomista. DNA:n metylaatio on tärkeä tapahtuma soluissa geenien kytkemiseksi päälle ja pois ja säätelee geenien ilmentymistä. Se on tärkeä myös IPS-solujen rakentamiselle geneettisen uudelleenohjelmoinnin aikana. Siksi on tarpeen tarkastella ES-solujen metylaatiokuvioita ja kehittää samoja kuvioita IPS-soluissa täysin identtisten IPS-solujen luomiseksi ES-solujen kanssa. Vain IPS-solut voivat korvata ES-solut luotettavasti ja turvallisesti tutkimuksessa ja hoidossa.
Näitä soluja ei vielä käytetä ihmisten sairauksien hoidossa. Niitä käytetään edelleen eläinkokeissa. Yksi IPS-solujen rakentamisen tärkeimmistä tavoitteista on kuitenkin käyttää niitä Parkinson-potilailla ja myöhemmin kudosten muodostuksessa ja monissa monimutkaisissa sairauksien hoidoissa.
Kuva 01: Indusoitu pluripotenttien kantasolujen kehitysprosessi
Mitä ovat alkion kantasolut?
Alkion kantasolut (ES-solut) ovat erilaistumattomia soluja, joita löytyy kehittyvän alkion sisäisestä solumassasta. Heillä on luontainen kyky uudistua ja erilaistua aikuisen ihmisen kaikkiin solutyyppeihin. Siksi ne tunnetaan myös pluripotenteina kantasoluina. Nopea solunjakautumiskyky tekee niistä sopivia käytettäväksi kudosten uudistamisessa ja haavojen paranemisessa. Alkion kantasolut kasvavat ensisijaisesti kolmeen ensisijaiseen itukerrokseen, kuten ektodermiin, endodermiin ja mesodermiin, jotka erilaistuvat myöhemmin erilaisiksi ihmiskehon solutyypeiksi. Siksi ES-solut toimivat arvokkaana työkaluna regeneratiivisessa lääketieteessä.
ES-solut eristetään in vitro -hedelmöitetystä munasolusta, joka kehittyy useita päiviä vanhaksi alkioksi. On tärkeää tietää, että tätä termiä "alkion kantasolut" ei käytetä viittaamaan kantasoluihin, jotka ovat peräisin naisen kehossa kehittyneestä alkiosta. Useita päiviä vanhasta alkiosta otettuja kantasoluja säilytetään laboratorioissa alkion kantasolulinjoina. Jos asianmukaiset olosuhteet tarjotaan, on mahdollista säilyttää erilaistumattomia kantasoluja laboratorioissa.
Alkion kantasolut ovat kaikkien kehon solutyyppien kantasoluja, mukaan lukien lihas-, hermo-, maksa- ja monet muut solut. Jos tutkijat pystyvät ohjaamaan in vitro ylläpidettyjen ES-solujen erilaistumista oikein, he voivat käyttää soluja tiettyjen sairauksien, kuten diabeteksen, traumaattisen selkäydinvamman, Duchennen lihasdystrofian, sydänsairauksien sekä näkö- ja kuulonmenetyksen jne. hoitoon.
Kuva 02: Ihmisalkion kantasolut
Mitä eroa on IPS-soluilla ja alkion kantasoluilla?
IPS-solut vs. alkion kantasolut |
|
| IPS-solut ovat soluja, jotka syntyvät in vitro ohjelmoimalla aikuiset somaattiset solut uudelleen matkimaan ES-soluja. | Kantasolut, jotka on eristetty usean päivän ikäisestä alkiosta, tunnetaan alkion kantasoluina. |
| Eristäminen alkiosta | |
|
IPS-solut eivät ole alkiosoluja. | ES-solut ovat luonnollisia alkiosoluja. |
| Pluripotenssi | |
| IPS-solut ovat keinotekoisia pluripotentteja soluja. | ES-solut ovat pluripotentteja soluja |
Yhteenveto – IPS-solut vs. alkion kantasolut
IPS-solut jäljittelevät ES-soluja. Mutta ne eivät ole täysin identtisiä ES-solujen kanssa. Molemmat solutyypit osoittavat pluripotenssia. Molemmilla solutyypeillä on suuri potentiaali käytettäväksi kudostekniikassa ja sairauksien hoidossa. Näiden solujen käyttöä ihmisten sairauksien hoidossa ei kuitenkaan vieläkään harjoiteta eettisistä ja turvallisista syistä. IPS syntyy ohjelmoimalla aikuisten solujen geneettisesti uudelleen. Niitä ei ole eristetty alkiosta. ES-solut eristetään in vitro -hedelmöitetyistä munasoluista, jotka ovat useita päiviä vanhoja. Tämä on ero IPS-solujen ja alkion kantasolujen välillä.
