Unterschied zwischen IPS-Zellen und embryonalen Stammzellen

Hauptunterschied - IPS-Zellen vs. embryonale Stammzellen
 

Es gibt verschiedene Arten von Stammzellen, die zur Geweberegeneration beim Tissue Engineering und zur Wundheilung verwendet werden können. Unter ihnen dienen embryonale Stammzellen als Haupt- und am besten geeignete Stammzelltypen, da sie von Natur aus pluripotent sind. Pluripotenz ist die Fähigkeit einer Zelle, sich in viele oder alle Zelltypen eines erwachsenen Körpers zu differenzieren. Humane embryonale Stammzellen können sich in mehr als 200 spezialisierte Zelltypen unterscheiden, die beim Menschen vorkommen. Sie sind isoliert von der inneren Zellmasse von in vitro befruchteter Embryo, der einige Tage alt ist und für Tissue Engineering und Krankheitstherapeutika verwendet wird. Aufgrund ethischer Probleme im Zusammenhang mit embryonalen Stammzellen versuchen Wissenschaftler jedoch, künstliche pluripotente Stammzellen zu schaffen in vitro durch Induktion der Genexpression adulter somatischer Zellen. Sie sind bekannt als induzierte pluripotente Stammzellen (IPS-Zellen). Der Hauptunterschied zwischen IPS-Zellen und embryonalen Stammzellen besteht darin Induzierte pluripotente Stammzellen sind adulte somatische Zellen, die erzeugt und genetisch umprogrammiert werden, um als embryonale Stammzellen zu fungieren und pluripotent zu werden während embryonale Stammzellen sind von Natur aus pluripotent.

INHALT
1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was sind IPS-Zellen?
3. Was sind embryonale Stammzellen?
4. Side by Side-Vergleich - IPS-Zellen gegen embryonale Stammzellen
5. Zusammenfassung

Was sind IPS-Zellen??

Induzierter pluripotenter Stamm Zellen (IPS-Zellen) sind die Zellen, die von Wissenschaftlern entwickelt werden, um natürliche pluripotente Stammzellen nachzuahmen, die als embryonale Stammzellen bezeichnet werden. Diese Zellen sind unter aufgebaut im in vitro Bedingungen in den Laboren. Die Genexpression der adulten Zelle wird neu programmiert, um die Differenzierung in induzierten pluripotenten Stammzellen zu induzieren. Daher weisen IPS-Zellen dieselben Eigenschaften wie embryonale Stammzellen auf, wie Selbsterneuerung, Differenzierung usw. Die IPS-Zellen sind jedoch laut Literatur und medizinischen Experten nicht identisch mit ES-Zellen.

IPS-Zellen wurden erstmals 2006 von Shinya Yamanaka und ihrem Team an der Kyoto-Universität in Japan konstruiert. Sie erzeugten Maus-Fibroblasten, um IPS-Zellen zu erzeugen, und die Gene werden unter Verwendung von Retroviren als Vektoren geliefert. Zweitens wurden IPS-Zellen im Jahr 2007 mit menschlichen Zellen entwickelt. Viele Wissenschaftler erzeugen IPS-Zellen, die nahezu identisch mit ES-Zellen sind. Weitere Forschungen sind jedoch erforderlich, um diese IPS-Zellen sicher und effektiv für die Zelltherapie zu verwenden.

Während des Umprogrammierungsprozesses von Fibroblasten zur Entwicklung von IPS-Zellen sollten die Induktion von ES-Zellgenen und die Unterdrückung von Fibroblastengenen sorgfältig und korrekt durchgeführt werden. Andernfalls funktionieren die resultierenden Zellen nicht als ES-Zellen.

ES-Zellen haben ethische Überlegungen. Dies kann durch IPS-Zellen vermieden werden. IPS-Zellen sind im Vergleich zu ES-Zellen einfach zu bedienen. Die Entwicklung von IPS bringt jedoch viele Herausforderungen mit sich, wie z. B. geringe Effizienz, genomische Insertion, unvollständige Neuprogrammierung usw. Es besteht die Möglichkeit, Mutationen als Teil der Schöpfung einzuführen. DNA-Methylierung ist ein wichtiges Ereignis in Zellen, um Gene ein- und auszuschalten und die Genexpression zu regulieren. Dies ist auch für die Konstruktion von IPS-Zellen während der genetischen Reprogrammierung wichtig. Daher ist es notwendig, die Methylierungsmuster von ES-Zellen zu untersuchen und dieselben Muster in IPS-Zellen zu entwickeln, um perfekt identische IPS-Zellen mit ES-Zellen zu erzeugen. Nur IPS-Zellen können ES-Zellen für Forschung und Therapie sicher und sicher ersetzen.

Diese Zellen werden noch nicht in Therapeutika für menschliche Krankheiten eingesetzt. Sie werden immer noch in Tierversuchen eingesetzt. Ein Hauptziel des Aufbaus von IPS-Zellen besteht jedoch darin, sie für Parkinson-Patienten und später für die Gewebebildung und viele komplexe Krankheitstherapien einzusetzen.

Abbildung 01: Prozess der Entwicklung induzierter pluripotenter Stammzellen

Was sind embryonale Stammzellen??

Embryonale Stammzellen (ES-Zellen) sind undifferenzierte Zellen in der inneren Zellmasse des sich entwickelnden Embryos. Sie besitzen die inhärente Fähigkeit zur Selbsterneuerung und zur Differenzierung in alle Zelltypen eines Erwachsenen. Daher sind sie auch als pluripotente Stammzellen bekannt. Durch das schnelle Zellteilungspotenzial eignen sie sich zur Verwendung bei der Geweberegeneration und Wundheilung. Embryonale Stammzellen wachsen hauptsächlich in drei primären Keimschichten wie Ektoderm, Endoderm und Mesoderm, die später in verschiedene Zelltypen des menschlichen Körpers differenziert werden. Daher sind ES-Zellen ein wertvolles Werkzeug in der regenerativen Medizin.

ES-Zellen werden aus der isoliert in vitro befruchtete Eizelle, die sich in einen mehrere Tage alten Embryo entwickelt. Es ist wichtig zu wissen, dass dieser Begriff „embryonale Stammzellen“ nicht für Stammzellen verwendet wird, die aus dem Embryo stammen, der sich im Körper einer Frau entwickelt. Stammzellen, die einem mehrere Tage alten Embryo entnommen wurden, werden als embryonale Stammzelllinien in Labors erhalten. Wenn geeignete Bedingungen gegeben sind, können in den Labors undifferenzierte Stammzellen erhalten werden.

Embryonale Stammzellen sind die Vorläufer aller Zelltypen des Körpers, einschließlich Muskel-, Nerven-, Leber- und vieler anderer Zellen. Wenn Wissenschaftler die Zelldifferenzierung steuern können in vitro Wenn die ES-Zellen korrekt gehalten werden, können sie die Zellen verwenden, um bestimmte Krankheiten wie Diabetes, traumatische Rückenmarksverletzungen, Duchenne-Muskeldystrophie, Herzkrankheiten, Sehstörungen und Sehstörungen usw. zu behandeln.

Abbildung 02: Humane embryonale Stammzellen

Was ist der Unterschied zwischen IPS-Zellen und embryonalen Stammzellen??

IPS-Zellen vs. embryonale Stammzellen
IPS-Zellen sind die generierten Zellen in vitro durch Umprogrammieren der adulten somatischen Zellen, um ES-Zellen nachzuahmen.	Stammzellen, die aus mehreren Tagen alten Embryonen isoliert werden, werden als embryonale Stammzellen bezeichnet.
Isolierung aus Embryo
IPS-Zellen sind keine embryonalen Zellen.	ES-Zellen sind natürliche embryonale Zellen.
Pluripotenz
IPS-Zellen sind künstliche pluripotente Zellen.	ES-Zellen sind pluripotente Zellen

Zusammenfassung - IPS-Zellen vs embryonale Stammzellen

IPS-Zellen ahmen ES-Zellen nach. Sie sind jedoch nicht vollkommen identisch mit ES-Zellen. Beide Zelltypen zeigen Pluripotenz. Beide Zelltypen haben ein großes Potenzial für den Einsatz in Tissue Engineering und Krankheitstherapeutika. Die Verwendung dieser Zellen in der Therapie von Menschen wird jedoch aus ethischen und sicheren Gründen immer noch nicht praktiziert. IPS werden durch genetische Reprogrammierung adulter Zellen erzeugt. Sie werden nicht aus dem Embryo isoliert. ES-Zellen werden aus in vitro befruchteten Eizellen isoliert, die mehrere Tage alt sind. Dies ist der Unterschied zwischen IPS-Zellen und embryonalen Stammzellen.

Referenz:
1. Chin et al. "Induzierte pluripotente Stammzellen und embryonale Stammzellen werden durch Genexpressionsunterschriften unterschieden." Zellstammzelle. US National Library of Medicine, 2. Juli 2009. Web. 07 Mai 2017.
2.Fikes, Bradley J. "Studie: Embryonale, künstliche Stammzellen sind gleich". Sandiegouniontribune.com. N.p., 23. August 2016. Web. 08 Mai 2017. .
3. Huang, Audrey. "Induzierte pluripotente Stammzellen: Noch nicht die perfekte Alternative." Johns Hopkins Medicine aus Baltimore, Maryland. N.p., 15. Februar 2013. Web. 08 Mai 2017. .
4.Goldthwaite, Charles A. „Das Versprechen induzierter pluripotenter Stammzellen (iPSCs)“. Nationale Gesundheitsinstitute. US Department of Health and Human Services, n.d. Netz. 08 Mai 2017.

Bildhöflichkeit:
1. ”IPS-Prozess” von GcG (wpja-Benutzer) (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Nur menschliche embryonale Stammzellen A"  (CC BY 2.5) über Commons Wikimedia