Wikipedia

Embrijske matične ćelije

(Preusmjereno sa ES-ćelije)

Embrionske matične ćelije (ES-ćelije ili ESC) su pluripotentne matične ćelije izvedene iz unutrašnje mase ćelija blatocista, rane faze pre implantacije embriona.[1][2] Ljudski embrioni dostižu fazu blastociste 4-5 dana nakon oplodnje, kada se sastoje od 50-150 ćelija. Izolacija embrioblasta, ili unutrašnje ćelijske mase (ICM) dovodi do uništenja blastociste, procesa koji pokreće etička pitanja, uključujući da li su embrioni u pretfaza implantacije imaju ista moralna razmatranja kao i embrioni u postimplantacijskoj fazi razvoja.[3][4]

Ljudske embrionskee matične ćelije u kulturi ćelija.
Pluripotentnost: Embrionske matične ćelije mogu se razviti u bilo koji tiš ćelija, osim u placente. Samo embriondkee matične ćelije morula su totipotentne: sposobne su da se razviju u bilo koji tip ćelija, uključujući ćelije placente.

Istraživanja se sada u velikoj mjeri fokusiraju na terapeutski potencijal embrionskih matičnih ćelija, a klinička upotreba je cilj mnogih laboratorija.[5] Potencijalne upotrebe uključuju liječenje dijabetesa i bolesti srca.[5] Ćelije se proučavaju kako bi se koristile kao kliničke terapije, modeli genetičkih poremećaja i popravak ćelija/DNK. Međutim, zabilježeni su i štetni efekti u istraživanjima i kliničkim procesima kao što su tumori i neželjeni imunski odgovor.[6]

Svojstva

uredi
 
Transkriptom embrionskih matičnih ćelija

Embrionske matične ćelije (ESC), izvedene iz stadija blastociste ranih embriona sisara, razlikuju se po svojoj sposobnosti da se diferenciraju u bilo koji tip embrionske ćelije i po svojoj sposobnosti samoobnavljanja. Upravo te osobine ih čine vrijednim u naučnim i medicinskim oblastima. ESC imaju normalan kariotip, održavaju visoku telomeraznu aktivnost i pokazuju izvanredan dugoročni proliferativni potencijal.[7]

Pluripotencija

uredi

Embrionske matične ćelije unutrašnje ćelijske mase su pluripotentne, što znači da su sposobne diferencirati da generirajuu primitivni ektoderm, koji se na kraju diferencira tokom gastrulacije u sve derivate od tri primarna zametni sloj: ektoderm, endoderm i mezoderm. Ovi zametni slojevi stvaraju svaki od više od 220 tipova ćelija u tijelu odraslog čovjeka. Kada se dobiju odgovarajući signali, ESC prvo formiraju prekursorske ćelije koje se kasnije diferenciraju u željene tipove ćelija. Pluripotencija diferencira embrionske matične ćelije ododraslih matičnih ćelija, koje su multipotentne i mogu proizvesti samo ograničen broj tipova ćelija.

Samoobnova i popravci konstrukcije

uredi

Pod definiranim uslovima, embrionskee matične ćelije sposobne su da se neograničeno samoobnavljaju u nediferenciranom stanju. Uslovi samoobnavljanja moraju spriječiti ćelije od zgrušavanja i održavati okruženje koje podržava nespecijalizirano stanje.[8] Obično se to radi u laboratoriji s podlogom koja sadrži goveđi serum i inhibicijski faktor leukemije ili dodacima medija bez seruma s dva inhibitorna lijeka ("2i"), MEK inhibitor PD03259010 i GSK-3 inhibitor CHIR99021.[9]

Rast

uredi

ESC se vrlo često dijele zbog skraćene G1-faze u njihovom ćelijskom ciklusu. Brza dioba omogućava ćelijama da brzo rastu u broju, ali ne i veličini, što je važno za rani razvoj embrija. U ESC-ima, ciklin A i ciklin E proteini uključeni u G1/S prijelaz su uvijek eksprimirani na visokim razinama.[10] Ciklin-zavisne kinaze, kao što je CDK2, koje promovišu progresiju ćelijskog ciklusa su preaktivne, dijelom zbog smanjene regulacije njihovih inhibitora.[11] Protein retinoblastoma koji inhibira transkripcijski faktor E2F dok ćelija nije spremna za ulazak u S-fazu su hiperfosforilirani i inaktivirani u ESC, što dovodi do kontinuirane ekspresije gena za proliferaciju.< ref name="Boward" /> Ove promjene rezultiraju ubrzanim ciklusima diobe ćelija. Iako su visoki nivoi ekspresije proproliferativnih proteina i skraćena G1-faza povezani s održavanjem pluripotencije,[12][13] ESC uzgojeni u 2-itim uvjetima bez seruma eksprimiraju hipofosforilirane aktivne proteine retinoblastoma i imaju produženu G1-fazu.[14] Uprkos ovoj razlici u ćelijskom ciklusu u poređenju sa ESC uzgojenim u podlozi koja sadrži serum, ove ćelije imaju slične pluripotentne karakteristike.[15] Faktori pluripotencije Oct4 i Nanog imaju ulogu u transkripcijskoj regulaciji ćelijskog ciklusa ESC-a.[16][17]

Upotreba

uredi

Zbog svoje plastičnosti i potencijalno neograničenog kapaciteta za samoobnavljanje, embrionske terapije matičnim ćelijama su predložene za regenerativnu medicinu i zamjenu tkiva nakon ozljede ili bolesti. Pluripotentne matične ćelije pokazale su obećavajućim u liječenju brojnih različitih stanja, uključujući, ali ne ograničavajući se na: povrede kičmene moždine, starostna makulska degeneracija, dijabetes, neurodegenerativni poremećaji (kao što je Parkinsonova bolest), AIDS, itd.[18] Pored svog potencijala u regenerativnoj medicini, embrionske matične ćelije predstavljaju mogući alternativni izvor tkiva/organa koji služi kao moguće rješenje dileme o nedostatku donora. Ipak, postoje neke etičke kontroverze oko ovoga . Osim ovih upotreba, ESC se također mogu koristiti za istraživanje ranog ljudskog razvoja, određenih genetičkih bolesti i in vitro toksikološko testiranje.[7]

Iskorištavanje

uredi

Prema članku iz 2002. u prestižnom Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, „ljudske embrionske matične ćelije imaju potencijal da se diferenciraju u različite tipove ćelija, i stoga mogu biti koristan kao izvor ćelija za transplantaciju ili tkivno inženjerstvo."[19]

Također pogledajte

uredi

Reference

uredi
  1. ^ Thomson; Itskovitz-Eldor, J; Shapiro, SS; Waknitz, MA; Swiergiel, JJ; Marshall, VS; Jones, JM (1998). "Blastocysts Embryonic Stem Cell Lines Derived from Human". Science. 282 (5391): 1145–1147. Bibcode:1998Sci...282.1145T. doi:10.1126/science.282.5391.1145. PMID 9804556.
  2. ^ "NIH Stem Cell Basics. What are embryonic stem cells?". Arhivirano s originala, 31. 8. 2016. Pristupljeno 25. 3. 2014.
  3. ^ Baldwing A (2009). "Morality and human embryo research. Introduction to the Talking Point on morality and human embryo research". EMBO Reports. 10 (4): 299–300. doi:10.1038/embor.2009.37. PMC 2672902. PMID 19337297.
  4. ^ Nakaya, Andrea C. (1. 8. 2011). Biomedical ethics. San Diego, CA: ReferencePoint Press. str. 96. ISBN 978-1601521576.
  5. ^ a b "Introduction: What are stem cells, and why are they important?". National Institutes of Health. Pristupljeno 28. 10. 2018.
  6. ^ Carla A Herberts; Marcel SG Kwa; Harm PH Hermsen (2011). "Risk factors in the development of stem cell therapy". Journal of Translational Medicine. 9 (29): 29. doi:10.1186/1479-5876-9-29. PMC 3070641. PMID 21418664.
  7. ^ a b Thomson, J. A.; Itskovitz-Eldor, J; Shapiro, S. S.; Waknitz, M. A.; Swiergiel, J. J.; Marshall, V. S.; Jones, J. M. (1998). "Embryonic Stem Cell Lines Derived from Human Blastocysts". Science. 282 (5391): 1145–7. Bibcode:1998Sci...282.1145T. doi:10.1126/science.282.5391.1145. PMID 9804556.
  8. ^ Ying; Nichols, J; Chambers, I; Smith, A (2003). "BMP Induction of Id Proteins Suppresses Differentiation and Sustains Embryonic Stem Cell Self-Renewal in Collaboration with STAT3". Cell. 115 (3): 281–292. doi:10.1016/S0092-8674(03)00847-X. PMID 14636556. S2CID 7201396.
  9. ^ Martello, G.; Smith, A. (2014). "The nature of embryonic stem cells". Annual Review of Cell and Developmental Biology. 30: 647–75. doi:10.1146/annurev-cellbio-100913-013116. PMID 25288119.
  10. ^ Boward, B.; Wu, T.; Dalton, S. (2016). "Concise Review: Control of Cell Fate Through Cell Cycle and Pluripotency Networks". Stem Cells. 34 (6): 1427–36. doi:10.1002/stem.2345. PMC 5201256. PMID 26889666.
  11. ^ White, J.; Stead, E.; Faast, R.; Conn, S.; Cartwright, P.; Dalton, S. (2005). "Developmental activation of the Rb-E2F pathway and establishment of cell cycle-regulated cyclin-dependent kinase activity during embryonic stem cell differentiation". Molecular Biology of the Cell. 16 (4): 2018–27. doi:10.1091/mbc.e04-12-1056. PMC 1073679. PMID 15703208.
  12. ^ Ter Huurne, Menno; Stunnenberg, Hendrik G. (21. 4. 2021). "G1-phase progression in pluripotent stem cells". Cellular and Molecular Life Sciences. 21 (10): 4507–4519. doi:10.1007/s00018-021-03797-8. ISSN 1875-9777. PMC 8195903 Provjerite vrijednost parametra |pmc= (pomoć). PMID 33884444.
  13. ^ Singh, Amar M.; Dalton, Stephen (7. 8. 2009). "The cell cycle and Myc intersect with mechanisms that regulate pluripotency and reprogramming". Cell Stem Cell. 5 (2): 141–149. doi:10.1016/j.stem.2009.07.003. ISSN 1875-9777. PMC 2909475. PMID 19664987.
  14. ^ Ter Huurne, Menno; Chappell, James; Dalton, Stephen; Stunnenberg, Hendrik G. (5. 10. 2017). "Distinct Cell-Cycle Control in Two Different States of Mouse Pluripotency". Cell Stem Cell. 21 (4): 449–455.e4. doi:10.1016/j.stem.2017.09.004. ISSN 1875-9777. PMC 5658514. PMID 28985526.
  15. ^ Ying, Qi-Long; Wray, Jason; Nichols, Jennifer; Batlle-Morera, Laura; Doble, Bradley; Woodgett, James; Cohen, Philip; Smith, Austin (22. 5. 2008). "The ground state of embryonic stem cell self-renewal". Nature. 453 (7194): 519–523. Bibcode:2008Natur.453..519Y. doi:10.1038/nature06968. ISSN 1476-4687. PMC 5328678. PMID 18497825.
  16. ^ Lee, J.; Go, Y.; Kang, I.; Han, Y. M.; Kim, J. (2010). "Oct-4 controls cell-cycle progression of embryonic stem cells". The Biochemical Journal. 426 (2): 171–81. doi:10.1042/BJ20091439. PMC 2825734. PMID 19968627.
  17. ^ Zhang, X.; Neganova, I.; Przyborski, S.; Yang, C.; Cooke, M.; Atkinson, S. P.; Anyfantis, G.; Fenyk, S.; Keith, W. N.; Hoare, S. F.; Hughes, O.; Strachan, T.; Stojkovic, M.; Hinds, P. W.; Armstrong, L.; Lako, M. (2009). "A role for NANOG in G1 to S transition in human embryonic stem cells through direct binding of CDK6 and CDC25A". The Journal of Cell Biology. 184 (1): 67–82. doi:10.1083/jcb.200801009. PMC 2615089. PMID 19139263.
  18. ^ Mahla, Ranjeet (19. 7. 2016). "Stem Cell Applications in Regenerative Medicine and Disease Therapeutics". International Journal of Cell Biology. 2016: 6940283. doi:10.1155/2016/6940283. PMC 4969512. PMID 27516776.
  19. ^ Levenberg, S. (2002). "Endothelial cells derived from human embryonic stem cells". Proceedings of the National Academy of Sciences. 99 (7): 4391–4396. Bibcode:2002PNAS...99.4391L. doi:10.1073/pnas.032074999. PMC 123658. PMID 11917100.

Vanjski linkolvi

uredi
 
Commons logo
Commons ima datoteke na temu: Embrijske matične ćelije

Šablon:Matične ćelije

 Portal Biologija
 Portal Medicina
Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Embrijske_matične_ćelije&oldid=3554376"