Cellule staminali incitate di Pluripotent (iPS) nella medicina e nella ricerca

Le cellule staminali pluripotent incitate piombo alle opportunità senza precedenti nell'industria farmaceutica, ma anche in clinico e nella ricerca di base. Alcuni dei campi in cui le cellule staminali pluripotent incitate hanno creato le ondulazioni sono discussi qui sotto.

Produzione delle cellule staminali pluripotent incitate.metamorworks | Shutterstock

Terapia di trapianto delle cellule

Dalla loro scoperta nel 1998, le cellule staminali embrionali sono state pensate al tasto per trattare le malattie intrattabili, compreso la malattia del Parkinson e la ferita del midollo spinale. Tuttavia, le cellule staminali embrionali sono state vagliate con le preoccupazioni etiche per quanto riguarda il loro uso e le preoccupazioni scientifiche del rifiuto di post-trapianto. Nel 2007, uno studio del proof of concept è stato riferito dove le celle pluripotent incitate sono state usate per il modello del mouse dell'anemia faciforme.

Questo gene specifico era corretto utilizzando la ricombinazione omologa nella linea cellulare mutante del iPSC e successivamente è stato trapiantato nei mouse mutanti, che piombo alla maturazione di malattia. Un vantaggio importante di uso del iPSC è che i candidati erogatori possono essere raggiunti facilmente. Tuttavia, prima della creazione dei cloni del iPSC del clinico-grado da un donatore, i loro stati di salute e tipo di antigene umano del leucocita (HLA) dovrebbero essere conosciuti. Il sangue di cavo ed il sangue periferico sono egualmente buone sorgenti per i iPSCs.

Modellistica di malattia e selezione della droga

La malattia che modella e che scherma per le droghe egualmente costituisce le applicazioni importanti dei iPSCs. Mentre i modelli animali hanno dato un contributo tremendo alla nostra comprensione dei meccanismi di malattia, presentano le loro limitazioni.

Per esempio, parecchie droghe hanno mostrato gli effetti terapeutici nei modelli del roditore della sclerosi laterale amiotrofica (ALS); tuttavia, tutti erano inefficaci in pazienti umani. Ciò indica l'importanza di usando le celle animali. Corrente, parecchie righe paziente-specifiche del iPSC sono state installate ed usato state come sistema-modello per le malattie, che egualmente permetteranno allo studio sulle malattie rare.

Sotto è una lista di altre malattie in cui i fibroblasti sono stati utilizzati mentre le celle di sorgente e l'integrazione lentiviral è stata usata per la generazione di celle di IPS.

  • Malattia di Huntington (HD)
  • ALS o Lou Gehrig's Disease
  • L'atassia di Friedreich (FRDA)
  • Sindrome del Shwachman-Bodian-Diamante (SBDS)
  • Il tipo III di Gaucher
  • Tipo distrofia muscolare (BMD) di Becker
  • Si scola la sindrome/sindrome di Down 21
  • Dysautonomia familiare (FD) o sindrome Riley Giorna
  • Atrofia muscolare spinale
  • Diabete mellito di tipo 1 (DM)

Scienze di base

Riprogrammando le tecnologie assista nella comprensione del collegamento fra i fattori epigenetici e l'identità cellulare. Riprogrammare anche contribuisce a valutare come i cambiamenti trascrizionali ed epigenetici sono compresi nello sviluppo del cancro.

L'ultimo è dovuto il fatto che riprogrammare divide gli eventi comuni con carcinogenesi - per esempio, la transizione mesenchymal-epiteliale e la partecipazione di c-Myc e di p53. Inoltre, i somatociti riprogrammati possono aiutare nello studio le cause di invecchiamento e della capitalizzazione degli errori genetici col passare del tempo.

Colonia delle cellule staminaliFunTravel | Shutterstock

Perché sono ci preoccupazioni sopra la sicurezza delle celle di IPS?

Nel 2007, Okita ed i colleghi generati hanno indotto le linee cellulari pluripotent dai fibroblasti embrionali del mouse che hanno mostrato a gambo embrionale i reticoli del tipo di cella di metilazione e di espressione genica di DNA. Queste linee cellulari hanno avute simile pluripotency una volta confrontate alle cellule staminali embrionali; tuttavia, 20% di questi mouse chimerici egualmente ha sviluppato i tumori dovuto la riattivazione del transgene del c-Myc.

Ciò piombo al sospetto che mentre le celle pluripotent incitate hanno avute beni identici in termini di stemness, essi non può essere sicuro quanto le cellule staminali embrionali; ancora, la partecipazione di c-Myc ha potuto provocare un rischio aumentato di sviluppo del tumore.  

Nakagawa ed i colleghi hanno provato a risolvere questa preoccupazione quando hanno generato con successo le celle pluripotent incitate facendo uso di Sox2, di Klf4 e di Oct3/4. La mancanza di c-Myc ha potuto diminuire significativamente il rischio di carcinogenicità. Tuttavia, l'non uso di c-Myc egualmente presenta i sui svantaggi, poichè diminuisce il risparmio di temi delle cellule staminali pluripotent incitate.

Uno studio nel 2011 ha indicato che le celle di IPS potrebbero provocare una risposta immunitaria una volta iniettate in mouse. Tuttavia, quando Masumi Abe (uno scienziato all'istituto nazionale delle scienze radiologiche nel Giappone) ha catturato l'IPS e le cellule staminali embrionali dai mouse e ri-li ha iniettati, non c'erano differenze nella risposta immunitaria dei due gruppi, suggerente che i timori della risposta immunitaria dovuto le celle pluripotent incitate potessero essere sopravvalutati.

Negli altri studi, intrapresi all'Yale University nel 2012, i ricercatori hanno trovato che il trattamento riprogrammante piombo a meno mutazioni che che cosa precedentemente è stato pensato. Quindi, le celle pluripotent incitate sono un'opportunità di promessa per le applicazioni terapeutiche; tuttavia, l'ulteriori ricerca e valutazione è richiesta per esaminare tutti i cambiamenti epigenetici e genetici osservati in cellule staminali pluripotent incitate per determinare i rischi esatti di questa procedura.

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Last Updated: Jul 17, 2019

Dr. Surat P

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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.  

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