Celula stem embrionară

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Fără note de subsol
Această intrare sau secțiune pe tema biologiei lipsește sau lipsește de note specifice și referințe bibliografice .
Deși există o bibliografie și / sau linkuri externe , nu există o contextualizare a surselor cu note de subsol sau alte referințe precise care indică cu promptitudine originea informațiilor. Puteți îmbunătăți această intrare citând mai precis sursele . Urmați sfaturile de proiectare de referință .
În centru, celulele stem embrionare umane înconjurate de fibroblaste murine

Celula stem embrionară este un tip de celulă , caracteristic dezvoltării embrionului de o săptămână. Încă nu este diferențiat și, prin urmare, este încă dotat cu potențialul de a da naștere oricărui tip histologic prezent în organismul căruia îi aparține. Această caracteristică este exprimată în termeni de putere pluri . Diferența dintre o celulă stem totipotentă și o pluripotentă este că primele pot da naștere la toate liniile celulare și, de asemenea, la țesuturile extra embrionare, în timp ce acestea din urmă se pot diferenția în cele trei straturi embrionare (ectoderm, mesoderm și endoderm), fără a implica extra- țesuturile embrionare.

Singurele celule stem totipotente sunt blastomerele , care derivă din primele diviziuni ale zigotului (blastomerele sunt totipotente numai înainte de activarea genomului embrionar, imediat după ce acestea sunt pluripotente). Cu toate acestea, blastomerele nu pot fi definite ca celule stem din toate punctele de vedere, deoarece una dintre caracteristicile principale ale celulelor stem este autoînnoirea, adică capacitatea de a genera, prin diviziune asimetrică, o celulă stem și o celulă care va suferi diferențierea.

Zigotul , sau prima celulă care va da naștere embrionului și structurilor pentru dezvoltarea acestuia, poate fi considerată prima celulă stem embrionară. Celulele stem embrionare sunt utilizate în diverse scopuri în biologie ; una dintre acestea este crearea de organisme modificate genetic , foarte importante mai ales în domeniul medical , pentru înțelegerea multor patologii de origine genetică . Capacitatea ridicată de proliferare, de asemenea, prin cultivarea in vitro și posibilitatea de a da naștere oricărui țesut sau organ face celulele stem embrionare deosebit de potrivite pentru utilizare terapeutică .

Proprietate

Printre cele mai importante proprietăți ale celulelor stem embrionare există, pe lângă capacitatea de a diferenția în fiecare tip de celulă al organismului, faptul de a avea un cariotip normal, capacitatea de a menține o activitate telomerazică ridicată și de a avea un potențial proliferativ considerabil. pe termen lung.

Pluripotență

Pluripotența celulelor ES ale masei celulare interne le permite să se diferențieze, în timpul gastrulării , în toți derivații celor trei foi germinale primare: ectoderm , endoderm și mezoderm , care în total includ mai mult de 220 de tipuri de celule la adulți. Spre deosebire de celulele ES, celulele stem adulte sunt multipotente și, prin urmare, pot genera doar un număr limitat de tipuri de celule. Dacă potențialul de diferențiere pluripotent al celulelor ES ar putea fi indus și controlat in vitro, am fi capabili să obținem practic orice tip de celulă sau țesut dorit. Acest lucru ar duce la noi posibilități pentru tratarea țesuturilor deteriorate de o mare varietate de factori, inclusiv vârsta, patologia sau trauma.

Propagare

În anumite condiții, celulele ES sunt capabile să se auto-propageze la nesfârșit, rămânând într-o stare nediferențiată și au capacitatea, atunci când primesc anumite semnale, să se diferențieze în aproape toate fenotipurile de celule mature, probabil prin trecerea prin celulele precursoare. Aceste caracteristici de propagare permit utilizarea celulelor stem embrionare în cercetare și în medicina regenerativă.

Aplicații

Datorită caracteristicilor lor, utilizarea celulelor ES a fost propusă în domeniul medicinei regenerative și în înlocuirea țesuturilor compromise de leziuni sau boli precum boli genetice ale sângelui și ale sistemului imunitar, tumori, diabet juvenil, Parkinson, orbire și leziuni ale măduvei spinării. Cu toate acestea, pe lângă problemele etice asociate cu utilizarea celulelor stem, există și probleme tehnice de incompatibilitate între donator și destinatarul celulelor stem, care pot duce la complicații, cum ar fi boala grefă versus gazdă . Cu toate acestea, aceste probleme asociate cu histocompatibilitatea pot fi depășite prin utilizarea celulelor stem adulte de la pacientul însuși sau prin clonarea terapeutică.

Clonarea terapeutică efectuată cu metoda numită transfer nuclear cu celule somatice (SCNT) poate fi avantajoasă în prevenirea patologiilor de mutație a ADN-ului mitocondrial. Celulele ES pot fi, de asemenea, utilizate în studiul dezvoltării embrionare, a patologiilor genetice și pentru a construi sisteme in vitro în studiile de toxicitate .

Aplicații clinice potențiale

Așa cum este citat într-un articol din 2002 în Proceedings of the National Academy of Sciences din Statele Unite ale Americii, „celulele stem embrionare umane au capacitatea de a se diferenția în diferite tipuri de celule și, prin urmare, pot fi o sursă utilă de celule pentru transplant. Sau ingineria țesuturilor ".

Cercetările actuale se concentrează pe diferențierea celulelor ES în diferite tipuri de celule pentru utilizare în diferite terapii de înlocuire a țesuturilor (CRT). Tipurile de celule în curs de dezvoltare includ cardiomiocite , neuroni , hepatocite , celule ale măduvei osoase , celule insulare ale Langerhans și celule endoteliale . Cu toate acestea, derivarea acestor tipuri de celule din ES nu este lipsită de obstacole și din acest motiv cercetările actuale vizează tocmai depășirea acestor bariere. De exemplu, sunt în curs studii pentru a diferenția ES în cardiomiocite specifice țesutului, care sunt complet identice cu cardiomiocitele adulte.

Pe lângă potențialul lor viitor ca alternativă la transplanturile de organe, ES sunt, de asemenea, utilizate în domeniul toxicologiei și ca „ecrane celulare” pentru a descoperi noi molecule (NCE) care pot fi dezvoltate ca medicamente cu greutate moleculară mică. Studiile cu celule stem au arătat că cardiomiocitele derivate din ES sunt modele in vitro excelente pentru testarea răspunsului la medicamente și pentru prezicerea profilurilor de toxicitate. Hepatocitele derivate din ES s-au dovedit a fi modele utile pentru fazele preclinice ale cercetării asupra noilor medicamente, deși dezvoltarea hepatocitelor derivate din ES s-a dovedit oarecum dificilă și acest lucru împiedică posibilitatea testării metabolismului medicamentelor.

Cercetătorii au diferențiat, de asemenea, ES în celule producătoare de dopamină , cu speranța de a le utiliza în tratamentul sindromului Parkinson . Recent a fost recomandată dezvoltarea ESC prin transfer nuclear nuclear de celule somatice (SCNT) a celulelor de căptușeală olfactivă într-un ovocit sănătos. Același grup de cercetători (Baig și colab.) Au susținut, de asemenea, utilizarea celulelor olfactive de căptușeală pentru boli demielinizante, cum ar fi scleroza multiplă. Es au fost, de asemenea, diferențiate în celule Natural Killer (NK) și țesut osos.

Celulele stem embrionare ca model al bolilor genetice

Multe studii noi au abordat această posibilitate, fie prin manipularea genetică a celulelor, fie prin derivarea liniilor celulare bolnave identificate prin diagnostic genetic prenatal (PGD). Această abordare poate fi foarte valoroasă în studierea unor boli precum sindromul X fragil , fibroza chistică și alte boli genetice care nu au un model model de încredere. Yuri Verlinsky, cercetător ruso-american specializat în embriologie și genetică celulară (citologie genetică), a dezvoltat tehnici de diagnostic prenatal pentru diagnosticarea bolilor genetice și cromozomiale cu o lună și jumătate înainte de amniocenteza standard. Aceste tehnici sunt utilizate în prezent la multe femei însărcinate și viitori părinți, în special la acele cupluri cu anomalii genetice deja cunoscute sau când femeia are peste 35 de ani, când riscul de tulburări genetice pentru făt este mai mare. Mai mult, permițând părinților să selecteze un embrion fără boli genetice, există posibilitatea de a salva viețile fraților sau surorilor cu afecțiuni și boli similare, folosind celule din descendenți sănătoși.

Cercetătorii au descoperit o nouă tehnică pentru derivarea celulelor stem embrionare umane (ESC) din diferite surse de material embrionar, inclusiv morula și blastocisti întregi. Aceste rezultate permit cercetătorilor să genereze linii celulare ES de la embrioni care dobândesc diverse anomalii genetice, permițându-le astfel să descopere mecanisme la nivel molecular care pot fi în cele din urmă blocate prin oprirea progresiei bolii. Liniile celulare ES de la embrioni cu anomalii genetice și cromozomiale sunt, prin urmare, capabile să ofere o mulțime de date pentru înțelegerea căilor defectelor genetice.

Riscuri legate de utilizarea celulelor stem embrionare

Principalul risc în transplanturile ESC este capacitatea lor de a da naștere la tumori , inclusiv teratom . O strategie posibilă pentru creșterea siguranței în aplicațiile clinice a ESC este de a diferenția ESC în tipuri specifice de celule (neuroni, celule musculare, celule hepatice) care și-au redus sau și-au pierdut capacitatea de a forma tumori. ESC-urile sunt destinate să fie mai sigure decât celulele stem pluripotente induse (celule IPS), deoarece nu sunt modificate genetic cu gene precum c-Myc care sunt legate de cancer. Cu toate acestea, ESC exprimă niveluri ridicate de gene inductoare pentru IPSC și acestea, inclusiv gena Myc, sunt esențiale pentru auto-reînnoire și pluripotență a ESC, precum și strategii potențiale care sporesc siguranța prin eliminarea expresiei Myc pentru a păstra tulpina aceluiași. Izolarea celulelor stem de embrioni ridică dezbateri aprinse de natură bioetică , deoarece provoacă distrugerea embrionului în sine.

Bibliografie

  • ( EN ) MJ. Evans, MH. Kaufman, Înființarea în cultură a celulelor pluripotențiale din embrioni de șoarece , în Nature , vol. 292, nr. 5819, iulie 1981, pp. 154-156, DOI : 10.1038 / 292154a0 , PMID 7242681 .
  • Thomson et. la; Itskovitz-Eldor, J; Shapiro, SS; Waknitz, MA; Swiergiel, JJ; Marshall, VS; Jones, JM (1998). „Linii de celule stem embrionare blastocistice derivate de la om”. Știință 282 (5391): 1145–1147. doi: 10.1126 / science.282.5391.1145. PMID 9804556 .
  • "Elementele de bază ale celulelor stem NIH. Ce sunt celulele stem embrionare?".
  • Baldwing A (2009). "Moralitatea și cercetarea embrionilor umani. Introducere în Punctul de vorbire privind moralitatea și cercetarea embrionilor umani.". Rapoartele EMBO 10 (4): 299-300. doi: 10.1038 / embor.2009.37. PMC 2672902. PMID 19337297 .
  • Nakaya, Andrea C. (1 august 2011). Etica biomedicală. San Diego, CA: ReferencePoint Press. p. 96. ISBN 160152157X .
  • Thomson, James A.; Zwaka (10 februarie 2003). „Recombinarea omologă în celulele stem embrionare umane”. Nature Biotechnology 21 (3): 319-321. doi: 10.1038 / nbt788. PMID 12577066 .
  • Ying et. la; Nichols, J; Camere, eu; Smith, A (2003). „Inducerea BMP a proteinelor id suprimă diferențierea și susține auto-reînnoirea celulelor stem embrionare în colaborare cu STAT3”. Celula 115 (3): 281-292. doi: 10.1016 / S0092-8674 (03) 00847-X. PMID 14636556 .
  • Mannan Baig, Abdul (2014). "Microglia clonată cu sisteme noi de livrare în scleroza multiplă". J Stem Cell Res Ther 4: 11. doi: 10.4172 / 2157-7633.1000252
  • Levenberg, S. (2002). "Celulele endoteliale derivate din celulele stem embrionare umane". Lucrările Academiei Naționale de Științe 99 (7): 4391-4396. doi: 10.1073 / pnas.032074999.
  • Davila, JC; Cezar, GG; Thiede, M; Strom, S; Miki, T; Trosko, J (2004). „Utilizarea și aplicarea celulelor stem în toxicologie”. Științe toxicologice: un jurnal oficial al Societății de toxicologie 79 (2): 214–23. doi: 10.1093 / toxsci / kfh100. PMID 15014205 .
  • Siu, CW; Moore, JC; Li, RA (2007). „Cardiomiocite derivate din celule stem embrionare umane pentru terapii cardiace”. Tulburări cardiovasculare și hematologice țintește medicamentul 7 (2): 145-52. doi: 10.2174 / 187152907780830851. PMID 17584049 .
  • Jensen, J; Hyllner, J; Björquist, P (2009). „Tehnologii de celule stem embrionare umane și descoperirea medicamentelor”. Jurnal de fiziologie celulară 219 (3): 513-9. doi: 10.1002 / jcp.21732. PMID 19277978 .
  • Söderdahl, T; Küppers-Munther, B; Heins, N; Edsbagge, J; Björquist, P; Cotgreave, eu; Jernström, B (2007). „Glutationul transferază în celulele asemănătoare hepatocitelor derivate din celulele stem embrionare umane”. Toxicologie in vitro: un jurnal internațional publicat în asociere cu BIBRA 21 (5): 929–37. doi: 10.1016 / j.tiv.2007.01.021. PMID 17346923 .
  • Perrier, AL (2004). "Derivarea neuronilor din dopamina midbrain din celulele stem embrionare umane". Lucrările Academiei Naționale de Științe 101 (34): 12543–12548. doi: 10.1073 / pnas.0404700101.
  • Parohie, CL; Arenas, E (2007). „Strategii bazate pe celule stem pentru tratamentul bolii Parkinson”. Boli neurodegenerative 4 (4): 339–47. doi: 10.1159 / 000101892. PMID 17627139 .
  • Abdul Mannan Baig, Microglia proiectantului cu sistem de livrare nou în bolile neurodegenerative. Ipoteze medicale (factor de impact: 1,18). 08/2014; DOI: 10.1016 / j. Mai. 2014.08.003
  • Waese, EY; Kandel, RA; Stanford, WL (2008). "Aplicarea celulelor stem în repararea oaselor". Radiologie scheletică 37 (7): 601-8. doi: 10.1007 / s00256-007-0438-8. PMID 18193216 .
  • d'Amour, KA; Bang, AG; Eliazer, S; Kelly, OG; Agulnick, AD; Inteligent, NG; Moorman, MA; Kroon, E; Tâmplar, MK; Baetge, EE (2006). "Producerea de celule endocrine care exprimă hormoni pancreatici din celule stem embrionare umane". Nature Biotechnology 24 (11): 1392–401. doi: 10.1038 / nbt1259. PMID 17053790 .
  • Colen, BD (9 octombrie 2014) Salt uriaș împotriva diabetului The Harvard Gazette, Accesat la 24 noiembrie 2014
  • „Dr. Yury Verlinsky, 1943–2009: expert în tehnologia reproducerii” Chicago Tribune, 20 iulie 2009
  • Verlinsky, Y; Strelchenko, N; Kukharenko, V; Rechitsky, S; Verlinsky, O; Galat, V; Kuliev, A (2005). „Linii de celule stem embrionare umane cu tulburări genetice”. Biomedicină reproductivă online 10 (1): 105-10. doi: 10.1016 / S1472-6483 (10) 60810-3. PMID 15705304 .
  • Celulele stem embrionare ajută la livrarea „genelor bune” într-un model de tulburare de sânge moștenită, ScienceDaily (13 februarie 2011).
  • Mao Z, Bozzella M, Seluanov A, Gorbunova V (septembrie 2008). "Repararea ADN-ului prin îmbinarea finală neomologă și recombinarea omologă în timpul ciclului celular în celulele umane". Ciclul celular 7 (18): 2902-6. doi: 10.4161 / cc.7.18.6679. PMC 2754209. PMID 18769152 .
  • Tichy ED, Pillai R, Deng L; și colab. (Noiembrie 2010). "Celulele stem embrionare ale șoarecilor, dar nu celulele somatice, folosesc în mod predominant recombinarea omoloagă pentru a repara rupturile de ADN dublu catenar". Celule stem Dev. 19 (11): 1699-711. doi: 10.1089 / scd.2010.0058. PMC 3128311. PMID 20446816 .
  • Hong Y, Stambrook PJ (octombrie 2004). „Refacerea unui stop G1 absent și protecția împotriva apoptozei în celulele stem embrionare după radiații ionizante”. Proc. Natl. Acad. SUA 101 (40): 14443-8. doi: 10.1073 / pnas.0401346101. PMC 521944. PMID 15452351 .
  • Aladjem MI, Spike BT, Rodewald LW; și colab. (Ianuarie 1998). "Celulele ES nu activează răspunsurile de stres dependente de p53 și suferă apoptoză independentă de p53 ca răspuns la deteriorarea ADN-ului". Curr. Biol. 8 (3): 145-55. doi: 10.1016 / S0960-9822 (98) 70061-2. PMID 9443911 .
  • Bernstein C, Bernstein H, Payne CM, Garewal H (iunie 2002). Repararea ADN-ului / proteinele pro-apoptotice cu rol dublu în cinci căi majore de reparare a ADN-ului: protecție sigură împotriva carcinogenezei. Mutat. Rez. 511 (2): 145–78. doi: 10.1016 / S1383-5742 (02) 00009-1. PMID 12052432 .
  • Cervantes RB, Stringer JR, Shao C, Tischfield JA, Stambrook PJ (martie 2002). „Celulele stem embrionare și celulele somatice diferă în ceea ce privește frecvența mutației și tipul”. Proc. Natl. Acad. SUA 99 (6): 3586–90. doi: 10.1073 / pnas.062527199. PMC 122567. PMID 11891338 .
  • Knoepfler, Paul S. (2009). "Deconstructing Tumorigenicity Cell Stem: A Roadmap to Safe Regenerative Medicine". Celule stem 27 (5): 1050-6. doi: 10.1002 / stem.37. PMC 2733374. PMID 19415771 .
  • Varlakhanova, Natalia V; Cotterman, Rebecca F.; Devries, Wilhelmine N.; Morgan, Judy; Donahue, Leah Rae; Murray, Stephen; Knowles, Barbara B.; Knoepfler, Paul S. (2010). "Myc menține pluripotența și auto-reînnoirea celulelor stem embrionare". Diferențierea 80 (1): 9-19. doi: 10.1016 / j.diff.2010.05.001. PMC 2916696. PMID 20537458 .

Elemente conexe

  • 4 oct
  • Organoid (versiune simplificată și miniaturizată a unui organ produs in vitro)

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității LCCN (EN) sh92005532 · NDL (EN, JA) 01.161.104
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Embryonic_staminal_cell&oldid=111179102 ”