Nejčastější dotazy k IPS buňkám neboli indukovaným pluripotentním kmenovým buňkám

Co jsou to iPS buňky neboli indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSC)?

Indukované pluripotentní kmenové buňky (iPS buňky nebo iPSC) jsou typem pluripotentních kmenových buněk, které lze vytvořit z dospělých somatických buněk, jako jsou kožní fibroblasty nebo mononukleární buňky periferní krve (PBMC), pomocí genetickým přeprogramováním nebo "nuceným" zavedením přeprogramovacích genů (Oct4, Sox2, Klf4 a c-Myc).

Jak vznikají indukované pluripotentní kmenové buňky (iPS)?

V roce 2006 vytvořil Shinya Yamanaka první iPS buňky - linie myších ES (embryonálních kmenových) buněk - z myších embryonálních fibroblastů (MEF) a kožních fibroblastů vložením čtyř genů transkripčních faktorů kódujících Oct4, Sox2, Klf4 a c-Myc. Jiná skupina výzkumníků identifikovala další dva geny, Nanog a Lin28, jako náhradu za Klf4 a c-Myc, které umožňují přeprogramovat lidské buňky. Zdrojem reprogramovacích genů mohly být buňky různého původu, včetně neuronálních progenitorových buněk, keratinocytů, hepatocytů, B-buněk a fibroblastů myších ocasních špiček, ledvin, svalů a nadledvinek. Fúze dvou typů buněk by mohla přeměnit specializované typy buněk z jedné linie na druhou. Tyto nově vzniklé buňky mají díky expresi genů specifických pro ES buňky podobnou morfologii a růstové vlastnosti jako mateřské ES buňky. Úspěch technologie reprogramování iPS buněk závisí na zdrojích buněčných linií. Bylo zjištěno, že reprogramování lidských keratinocytárních buněk odebraných z kožních biopsií do pluripotence probíhá s mnohem vyšší frekvencí a rychlostí než u fibroblastů. V poslední době se staly populárními neintegrační metody reprogramování, včetně RNA sendai viru a metody reprogramování na bázi RNA .

Jaké jsou výhody iPS buněk oproti embryonálním kmenovým buňkám?

Výhodou iPS buněk je, že nejsou získávány z lidských embryí, což je v této oblasti etický problém. Odstraněním bioetických problémů mají vědci větší šanci získat více federálních finančních prostředků a podpory. Další významnou výhodou technologie iPS buněk by bylo umožnění vytvoření izogenních kontrolních buněčných linií pomocí CRISPR/Cas9 gene editing které jsou geneticky přizpůsobeny k modelování fenotypu onemocnění.

Jaká jsou rizika spojená s použitím iPS buněk u lidí?

Retroviry používané při vytváření iPSC jsou spojovány s rakovinou, protože vkládají DNA kamkoli do genomu buňky, což by mohlo potenciálně vyvolat expresi genů způsobujících rakovinu. Dalším rizikem spojeným s technologií iPS buněk aplikovanou na člověka je skutečnost, že c-Myc, což je jeden z genů používaných při reprogramování, je známý onkogen, jehož nadměrná exprese by také mohla způsobit rakovinu. Kromě toho je úspěšnost reprogramování lidských iPS buněk z fibroblastů u některých nedělících se typů buněk, jako jsou PBMC nebo starší kožní fibroblasty, poměrně nízká (<0,02 %).

V čem jsou iPS buňky podobné ES buňkám?

iPS buňky se podobají ES buňkám morfologií, tvorbou teratomů, proliferací, expresí markerů pluripotence, dlouhou telomerickou zónou, tvorbou embryoidních tělísek a životaschopných chimér, stejně jako schopností diferencovat podél dané linie. Rovněž exprimují povrchové markery kmenových buněk a geny, které charakterizují ES buňky, jako jsou Oct4, Sox2, TRA-1-60, TRA-1-81, SSEA-3, SSEA-4 a Nanog.

Odstraňuje technologie iPS buněk potřebu výzkumu embryonálních kmenových buněk?

Nejnovější pokroky neeliminují potřebu výzkumu ES buněk, protože zatím není zcela jasné, zda se iPS buňky výrazně liší od embryonálních kmenových buněk. Aby se výzkum kmenových buněk dostal do klinické realizace, je nutné prozkoumat všechny aspekty v této oblasti, jako je například nejúčinnější kmenová buňka pro terapie nahrazující buňky.

Co jsou iPS buňky specifické pro určitá onemocnění?

Buňky iPS specifické pro určité onemocnění jsou buňky iPS vytvořené z osob s genetickým onemocněním. Tyto buňky vytvořené z pacientů s nevyléčitelnými chorobami lze použít ke studiu patofyziologie různých onemocnění in vitro a umožnit vývoj léků. Další významnou výhodou technologie iPS buněk by bylo umožnit vytvoření izogenních kontrolních buněčných linií pomocí CRISPR/Cas9 gene editing které jsou geneticky přizpůsobeny fenotypu pacienta nebo nemoci.

Kde lze získat lidské iPS buňky?

Evropská banka indukovaných pluripotentních kmenových buněk (EBiSC) je sbírka vysoce kvalitních lidských iPS buněk, které jsou k dispozici výzkumným pracovníkům pro použití při modelování nemocí a dalších formách výzkumu kmenových buněk. Původní sbírka byla vytvořena od široké škály dárců, kteří představují specifická onemocnění a zdravé kontroly. Depozitáři EBiSC zavedli mnoho rutinních postupů pro sběr, expanzi a charakterizaci linií lidských iPS buněk. Banka kmenových buněk obsahuje buněčné linie iPSC odvozené od neurodegenerativních onemocnění (Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba, demence, onemocnění motorického neuronu (ALS) - a Huntingtonova choroba), očních a srdečních onemocnění a linie od zdravých kontrolních dárců pro porovnání věku a pohlaví.

Jak se iPS buňky pěstují v kultuře?

Schopnost expandovat lidské iPSC. in vitro a podrobit je diferenciačním protokolům specifickým pro daný buněčný typ je zásadní pro vytváření buněčných modelů "nemoc v misce" odvozených od pacientů pro základní výzkum kmenových buněk a aplikace při objevování léčiv. Standardizované iPSC protokoly o tom, jak rozmrazovat, kultivovat a kryoprezervovat lidské indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSC), byly vytvořeny Evropskou bankou indukovaných pluripotentních kmenových buněk (EBiSC). Linie lidských indukovaných pluripotentních kmenových buněk (iPSC) se liší od všech ostatních zavedených buněčných linií. Pokud nejste obeznámeni s kultivací iPSC, ujistěte se, že jste si pozorně přečetli následující pokyny. V poslední době se v 3D buněčných kulturách organoidní modely využily iPS buňky k přesnějšímu modelování mnoha orgánových systémů in vitro.