Células madres inducidas de Pluripotent (iPS): Descubrimiento, ventajas y el corregir del gen de CRISPR Cas9

Las células madres pluripotent inducidas (IPS) son las células somáticas que pueden ser reprogramadas expresando una combinación de los factores embrionarios de la transcripción. Como las células madres embrionarias, las células del IPS pueden distinguir en las tres capas de la célula de germen: ectodermo, mesodermo, y endodermo. Las células reprogramadas se pueden utilizar para generar a las células madres para las enfermedades, drogar el revelado, y la terapia de célula madre regeneradora personalizada.

Este artículo revestirá:

Células madreslmstockwork | Shutterstock

El descubrimiento de células madres pluripotent inducidas (iPS)

Experimentos tempranos

Aunque el descubrimiento real de células madres pluripotent fuera hecho en 2006, varios estudios pavimentaron la manera para esta ruptura. Sir Juan Gurdon demostró el primer ejemplo de reprogramar cuando él generó los renacuajos de las células de huevo infertilizadas enucleated de las ranas trasplantadas con el núcleo de las células somáticas epiteliales de renacuajos. Este método - sabido como transferencia nuclear de la célula somática - fue realizado en 1962 y dio lugar a la idea de la reproducción.

Sir Ian Wilmut y sus colegas utilizó el principio de la transferencia nuclear de la célula somática al remachador de la copia las ovejas treinta y cinco años después de experimentos de sir Juan Gurdon. Estos dos experimentos mostraron que el núcleo de células somáticas distinguidas contiene toda la información genética necesaria crear un ` entero del organismo a partir de cero'.

Las variedades de células embrionarias del vástago del ratón y las variedades de células embrionarias humanas del vástago fueron creadas en 1981 y 1998, respectivamente. Estas variedades de células fueron creadas de embriones de la pre-implantación y tenían la propensión a crear cualquier célula en la carrocería. En otro descubrimiento del punto de referencia en tierra, Takashi Tada y sus colegas mostraron la reprogramación de células somáticas fundiendo las células somáticas adultas con las células madres embrionarias, creando a su vez las células que podrían expresar genes pluripotency-relacionados en 2001.

Células madres pluripotent inducidas

Todos estos descubrimientos pavimentaron la manera para Shinya Yamanaka y Kazutoshi Takahashi cuando desarrollaron a las células madres pluripotent primero inducidas en 2006. Emplearon un método diferente de reprogramar donde utilizaron un retrovirus para entregar cuatro factores de reprogramación de la transcripción: la transcripción Octamer-obligatoria factor-3/4 (3 /4 de octubre), Kruppel tiene gusto de Factor-4 (Klf4), sexo-determinando la Y-caja 2 (SOX2) de la región y el c-Myc. Estos cuatro factores también se llaman los factores de “OSKM”. El mismo método fue utilizado por Yamanaka y sus personas para desarrollar posteriormente al ser humano indujeron a las células madres pluripotent (hiPSCs).

Producir las células del IPS para el uso en la investigación y el remedio

Armado por el conocimiento de los estudios anteriores que demostraron que los huevos infertilizados y las células madres embrionarias contienen los factores que pueden conceder pluripotency a las células somáticas, Yamanaka y sus personas presumieron que los factores que ayudan en mantener identidad de la célula madre embrionaria puede también tener papeles críticos para inducir pluripotency en células somáticas.

La transcripción descompone en factores - por ejemplo Oct3/4, Sox2 y Nanog - había sido mostrada para tener papeles en pluripotency que mantiene en embriones tempranos y células madres embrionarias. También, los genes tales como Stat3, las eras, el c-Myc, Klf4, y el b-catenin habían sido mostrados para ser implicados en el mantenimiento a largo plazo del fenotipo embrionario de la célula madre y la proliferación de células madres embrionarias en condiciones de la cultura. Así, en 2006 Yamanaka y sus colegas seleccionaron estos factores para probar su eficacia en inducir pluripotency en células somáticas.

Veinticuatro genes seleccionados del candidato fueron probados en un análisis donde la inducción del estado pluripotent fue descubierta como resistencia al antibiótico G418 (un relacionado antimicrobiano del aminoglycoside al gentamycin). Los genes del candidato fueron introducidos en los fibroblastos embrionarios del ratón, y las células transduced fueron cultivadas en las células de alimentador mantenidas el ambiente de la célula madre embrionaria que contenía altas concentraciones del antibiótico ya mencionado.

En fin, la presencia de los 24 genes del candidato creó a colonias de la antibiótico-resistencia. Estas colonias resistentes también poseyeron el vástago embrionario célula-como propiedades, incluyendo características de la morfología y de la proliferación. El análisis adicional reveló que estas colonias también abrigaron marcadores embrionarios de la célula madre, tales como Oct3/4, Nanog, eras, Cripto, Dax1, Zfp296 y Fgf. Por lo tanto, este experimento reveló eso el combinar este 24 candidatos que los genes podrían inducir genes embrionarios del marcador de la célula madre.

Sin embargo, para investigar que de estos genes del candidato eran imprescindibles para este proceso de conversión, el equipo de investigación observó el efecto de replegarse factores individuales del centro común de los genes del candidato. Encontraron eso el quitar de cuatro factores - Oct3/4, Klf4, Sox2, y c-Myc - llevados a ningunas colonias o al aplanador, vástago menos embrionario célula-como colonias. Estos resultados sugieren que los cuatro factores ya mencionados tengan un papel importante para generar a las células madres pluripotent inducidas de fibroblastos embrionarios del ratón.

¿Cuáles son las ventajas y las desventajas de las células del IPS?

Ventajas

No derivan a las células madres pluripotent inducidas de las células madres embrionarias, y esto niega las preocupaciones éticas presentes en el campo con respecto a la utilización de células madres embrionarias. Como pueden ser obtenidas de las células somáticas del mismo donante que recibirá el trasplante, las entregas de la histocompatibilidad se reducen drástico.

Este método ha ayudado a desarrollar nuestra comprensión con respecto la “reprogramación” de proceso y la información es transferible in vivo a las terapias dirigidas reprogramando las células dañadas o enfermas. Así, las drogas paciente-específicas se pueden desarrollar para probarlas sin poner en peligro otros animales. Esto también ofrece un “modelo humano” para probar a diversos candidatos de las drogas, en contraste con los modelos animales que necesitan más recursos y tiempo y son menos eficientes.

Desventajas

El punto principal es el uso de retroviruses de generar iPSCs pues se asocian al cáncer. Más concretamente, los retroviruses pueden insertar su DNA dondequiera en el genoma y accionar posteriormente la expresión génica cancerígena. También, como se mencionó antes, el c-Myc (uno de los genes usados en la reprogramación) es un oncogene sabido, y su énfasis excesivo puede causar el cáncer.

También, en cierta célula de no-división pulsa (por ejemplo PBMCs o fibroblastos mayores de la piel) el índice de reprogramación de células somáticas a los iPSCs es muy inferior (menos el de 0.02%). Hay también una necesidad de fijar la calidad y la variabilidad del proceso de reprogramación. Por ejemplo, los iPSCs tienen a menudo una tendencia de no distinguir completo. Por lo tanto, hay una necesidad de perseguir una evaluación cuantitativa de la calidad final de células y de la pantalla para cualquier cambio genético o epigenético durante el proceso de reprogramación.

El gen-corregir CRISPR/Cas9 de las células del IPS

El corregir del gen de las células del IPS ha mostrado el gran potencial para explorar los mecanismos moleculares/celulares que apuntalan diversas enfermedades neurodegenerative, inmunológicas, hematológicas, metabólicas, y cardiacas. Actualmente, CRISPR/Cas9 se está utilizando en la investigación para generar modelos de la enfermedad y para restablecer las funciones normales de células. Esto era una ayuda importante a los científicos para destapar la causa genética para una miríada de condiciones.

CRISPR/Cas9 también se ha utilizado a las diversas mutaciones de gen knockout, incluyendo DNMT3B (la causa de la distrofia muscular 2 entre otros), COL7A1 (bullosa distrófico de la epidermolisis), y ABCA1 (deficiencia de HDL y enfermedad familiares de Tánger).

En un estudio, los científicos suprimieron las repeticiones de CGG sabidas para causar síndrome frágil de X en el gen FMR1, curando la condición. Semejantemente, Kim y otros utilizó CRISPR para corregir una mutación de punto en las células del iPSC derivadas de los pacientes que tenían una mutación en el gen transformado Telangiectasia (ATM) de la ataxia.

Fuentes

Further Reading

Last Updated: Jul 17, 2019

Dr. Surat P

Written by

Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    P, Surat. (2019, July 17). Células madres inducidas de Pluripotent (iPS): Descubrimiento, ventajas y el corregir del gen de CRISPR Cas9. News-Medical. Retrieved on September 17, 2019 from https://www.news-medical.net/life-sciences/Induced-Pluripotent-Stem-(iPS)-Cells-Discovery-Advantages-and-CRISPR-Cas9-Gene-Editing.aspx.

  • MLA

    P, Surat. "Células madres inducidas de Pluripotent (iPS): Descubrimiento, ventajas y el corregir del gen de CRISPR Cas9". News-Medical. 17 September 2019. <https://www.news-medical.net/life-sciences/Induced-Pluripotent-Stem-(iPS)-Cells-Discovery-Advantages-and-CRISPR-Cas9-Gene-Editing.aspx>.

  • Chicago

    P, Surat. "Células madres inducidas de Pluripotent (iPS): Descubrimiento, ventajas y el corregir del gen de CRISPR Cas9". News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/Induced-Pluripotent-Stem-(iPS)-Cells-Discovery-Advantages-and-CRISPR-Cas9-Gene-Editing.aspx. (accessed September 17, 2019).

  • Harvard

    P, Surat. 2019. Células madres inducidas de Pluripotent (iPS): Descubrimiento, ventajas y el corregir del gen de CRISPR Cas9. News-Medical, viewed 17 September 2019, https://www.news-medical.net/life-sciences/Induced-Pluripotent-Stem-(iPS)-Cells-Discovery-Advantages-and-CRISPR-Cas9-Gene-Editing.aspx.

Comments

The opinions expressed here are the views of the writer and do not necessarily reflect the views and opinions of News-Medical.Net.
Post a new comment
Post