Erinevus IPS-rakkude ja embrüonaalsete tüvirakkude vahel

Peamine erinevus - IPS-rakud vs embrüonaalsed tüvirakud
 

Tüvirakke on mitut tüüpi, mida saab kasutada kudede regenereerimiseks kudede töötlemisel ja haavade paranemisel. Nende hulgas on embrüonaalsed tüvirakud peamiste ja kõige sobivamate tüvirakutüüpidena, kuna nad on looduslikult pluripotentsed. Pluripotentsus on raku võime diferentseeruda täiskasvanu kehas paljudeks või kõigiks rakutüüpideks. Inimese embrüonaalsed tüvirakud on võimelised diferentseeruma enam kui 200 inimeses leiduvaks spetsialiseeritud rakutüübiks. Need on eraldatud raku sisemisest massist in vitro mõne päeva vanune viljastatud embrüo, mida kasutatakse kudede inseneritööstuses ja haiguste ravis. Embrüonaalsete tüvirakkudega seotud eetiliste probleemide tõttu üritavad teadlased luua kunstlikke pluripotentseid tüvirakke in vitro täiskasvanute somaatiliste rakkude geeniekspressiooni indutseerimisega. Neid tuntakse kui indutseeritud pluripotentsed tüvirakud (IPS-lahtrid). IPS-rakkude ja embrüonaalsete tüvirakkude peamine erinevus on see indutseeritud pluripotentsed tüvirakud on täiskasvanud somaatilised rakud, mis genereeritakse ja programmeeritakse geneetiliselt ümber embrüonaalsete tüvirakkudena ja muutuvad pluripotentseteks samas embrüonaalsed tüvirakud on looduslikult pluripotentsed.

SISU
1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on IPS-kärjed
3. Mis on embrüonaalsed tüvirakud
4. Kõrvuti võrdlus - IPS-rakud vs embrüonaalsed tüvirakud
5. Kokkuvõte

Mis on IPS-kärjed?

Indutseeritud pluripotentne vars rakud (IPS-rakud) on rakud, mille teadlased on välja töötanud looduslike pluripotentsete tüvirakkude matkimiseks, mida nimetatakse embrüonaalseteks tüvirakkudeks. Need lahtrid on valmistatud all sisse in vitro tingimused laborites. Täiskasvanud raku geeniekspressioon programmeeritakse ümber, et indutseerida indutseeritud pluripotentsetes tüvirakkudes diferentseerumist. Seetõttu on IPS-rakkudel samad omadused nagu embrüonaalsetel tüvirakkudel, nagu näiteks eneseauendus, diferentseerumine jne. Kirjanduse ja meditsiiniekspertide sõnul pole IPS-i rakud identsed ES-rakkudega..

IPS-rakke konstrueeris Shinya Yamanaka ja meeskond esmakordselt Jaapanis Kyoto ülikoolis 2006. aastal. IPS-rakkude genereerimiseks kasutasid nad hiire fibroblaste ja geenid toimetati vektoritena retroviirustena. Teiseks töötati IPS-rakud 2007. aastal välja inimese rakke kasutades. Paljud teadlased genereerivad IPS-rakke, mis on peaaegu identsed ES-rakkudega. Kuid nende IPS-rakkude ohutuks ja tõhusaks kasutamiseks rakuravis on vaja täiendavaid uuringuid.

IPS-rakkude arendamiseks mõeldud fibroblasti ümberprogrammeerimise protsessis tuleks ES-rakugeenide esilekutsumist ja fibroblastide geenide allasurumist hoolikalt ja õigesti teha. Vastasel juhul ei tööta saadud lahtrid ES-rakkudena.

ES-rakkudel on eetilised kaalutlused. IPS-rakud saavad seda vältida. IPS-rakke on ES-rakkudega võrreldes lihtne kasutada. IPS-i väljaarendamisel on aga palju väljakutseid, näiteks madal efektiivsus, genoomiline sisestamine, ebatäielik ümberprogrammeerimine jne. Mutatsioonid on loomise osana võimalik kasutusele võtta. DNA metüleerimine on rakkudes geenide sisse- ja väljalülitamise oluline sündmus ning reguleerib geeniekspressiooni. See on oluline ka IPS-rakkude ehitamiseks geneetilise ümberplaneerimise ajal. Seetõttu on vaja vaadata ES-rakkude metüülimismustrid ja arendada IPS-rakkudes samad mustrid, et luua ES-rakkudega täiesti identsed IPS-rakud. Ainult IPS-i rakud saavad teadusuuringute ja teraapia jaoks ES-rakke kindlalt ja ohutult asendada.

Neid rakke ei kasutata veel haiguste ravimisel. Neid kasutatakse endiselt loomkatsetes. Kuid IPS-rakkude konstrueerimise üks peamisi eesmärke on kasutada neid Parkinsoni patsientide jaoks ja hiljem kudede moodustamiseks ja paljudeks kompleksseteks haiguste ravimeetoditeks.

Joonis 01: indutseeritud pluripotentsete tüvirakkude arenguprotsess

Mis on embrüonaalsed tüvirakud?

Embrüonaalsed tüvirakud (ES-rakud) on diferentseerumata rakud, mis asuvad areneva embrüo sisemises rakumassis. Neil on loomupärane enese uuendamise ja eristumise võime täiskasvanud inimese kõigisse rakutüüpidesse. Seega on neid tuntud ka kui pluripotentseid tüvirakke. Rakkude kiire jagunemispotentsiaal muudab need sobivaks kasutamiseks kudede uuendamisel ja haavade paranemisel. Embrüonaalsed tüvirakud kasvavad peamiselt kolmeks primaarseks idukihiks nagu ektoderm, endoderm ja mesoderm, mis hiljem eristuvad erinevateks inimkeha rakutüüpideks. Seetõttu on ES-rakud väärtuslik vahend regeneratiivses meditsiinis.

ES rakud eraldatakse in vitro viljastatud munarakk, millest saab mitme päeva vanune embrüo. Oluline on teada, et seda mõistet “embrüonaalsed tüvirakud” ei kasutata tüvirakkudeks, mis on saadud naise kehas arenenud embrüost. Mitme päeva vanusest embrüost võetud tüvirakke hoitakse laborites embrüonaalsete tüviraku liinidena. Kui on tagatud sobivad tingimused, on laborites võimalik hoida diferentseerimata tüvirakke.

Embrüonaalsed tüvirakud on kõigi keha rakutüüpide, sealhulgas lihase, närvi, maksa ja paljude teiste rakkude eellased. Kui teadlased suudavad suunata rakkude diferentseerumist in vitro kui ES-rakud on õigesti hooldatud, saavad nad rakke kasutada selliste haiguste raviks nagu diabeet, traumaatiline seljaaju vigastus, Duchenne'i lihasdüstroofia, südamehaigused ning nägemis- ja kuulmislangus jne..

Joonis 02: Inimese embrüonaalsed tüvirakud

Mis vahe on IPS rakkudel ja embrüonaalsetel tüvirakkudel??

IPS-rakud vs embrüonaalsed tüvirakud
IPS-rakud on genereeritud rakud in vitro täiskasvanute somaatiliste rakkude ümberprogrammeerimisega ES-rakkude matkimiseks.	Tüvirakke, mis on isoleeritud mitme päeva vanusest embrüost, tuntakse embrüonaalsete tüvirakkudena.
Embrüost eraldamine
IPS-rakud ei ole embrüonaalsed rakud.	ES-rakud on looduslikud embrüonaalsed rakud.
Mitmekesisus
IPS-rakud on kunstlikud pluripotentsed rakud.	ES-rakud on pluripotentsed rakud

Kokkuvõte - IPS-rakud vs embrüonaalsed tüvirakud

IPS-rakud jäljendavad ES-rakke. Kuid need pole ES-rakkudega täiesti identsed. Mõlemad rakutüübid näitavad pluripotentsust. Mõlemal rakutüübil on suur potentsiaal kasutada koetehnoloogias ja haiguste ravis. Kuid eetiliste ja ohutute probleemide tõttu ei kasutata nende rakkude kasutamist inimeste haiguste ravis. IPS genereeritakse täiskasvanud rakkude geneetilise ümberprogrammeerimise teel. Neid ei ole embrüost eraldatud. ES-rakud eraldatakse in vitro viljastatud munarakust, mis on mitu päeva vana. See on erinevus IPS-rakkude ja embrüonaalsete tüvirakkude vahel.

Viide:
1.Chin jt. "Indutseeritud pluripotentsed tüvirakud ja embrüonaalsed tüvirakud eristuvad geeniekspressiooni allkirjade järgi." Raku tüvirakk. USA Riiklik Meditsiiniraamatukogu, 2. juuli 2009. Veeb. 07. mai 2017.
2.Fikes, Bradley J. “Uuring: embrüonaalsed, tehislikud tüvirakud on võrdsed.” Sandiegouniontribune.com. N.p., 23. august 2016. Veeb. 8. mai 2017. .
3.Huang, Audrey. "Indutseeritud pluripotentsed tüvirakud: pole siiski ideaalne alternatiiv." Johns Hopkinsi meditsiin, asukoht Baltimore, Maryland. N., 15. veebruar 2013. Veeb. 8. mai 2017. .
4.Goldthwaite, Charles A. “Indutseeritud pluripotentsete tüvirakkude (iPSC) lubadus.” Riiklikud tervishoiuinstituudid. USA tervishoiu ja inimteenuste osakond, n.d. Võrk. 8. mai 2017.

Pilt viisakalt:
1. GPS-i (wpja kasutaja) (IPS-protsess) (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia kaudu
2. “Ainult inimese embrüonaalsed tüvirakud” (CC BY 2.5) Commons Wikimedia kaudu