Células estaminais induzidas de Pluripotent (iPS) na medicina e na pesquisa

As células estaminais pluripotent induzidas conduziram às oportunidades inauditas na indústria farmacêutica, mas igualmente em clínico e na investigação básica. Alguns dos campos onde as células estaminais pluripotent induzidas criaram ondinhas são discutidos abaixo.

Produção de células estaminais pluripotent induzidas.metamorworks | Shutterstock

Terapia da transplantação da pilha

Desde sua descoberta em 1998, as células estaminais embrionárias foram pensadas à chave para tratar doenças intratáveis, incluindo a doença de Parkinson e o ferimento da medula espinal. Contudo, as células estaminais embrionárias foram faladas enigmaticamente com interesses éticos em relação a seu uso e interesses científicos da rejeção da cargo-transplantação. Em 2007, um estudo do prova--conceito foi relatado onde as pilhas pluripotent induzidas foram usadas para o modelo do rato da anemia da célula falciforme.

Este gene específico foi corrigido usando a recombinação homólogo na linha celular do iPSC do mutante e transplantado subseqüentemente nos ratos do mutante, que conduziram à cura da doença. Uma vantagem principal do uso do iPSC é que os candidatos fornecedores podem facilmente ser alcançados. Contudo, antes de criar clone do iPSC da clínico-categoria de um doador, seus normas sanitárias e tipo de antígeno humano da leucócito (HLA) devem ser sabidos. O cordão umbilical e o sangue periférico são igualmente boas fontes para iPSCs.

Modelagem da doença e selecção da droga

A doença que modela e que seleciona para drogas igualmente constitui aplicações importantes dos iPSCs. Quando os modelos animais fizerem uma contribuição tremenda para nossa compreensão de mecanismos da doença, têm suas limitações.

Por exemplo, diversas drogas mostraram efeitos terapêuticos em modelos do roedor da esclerose de lateral amyotrophic (ALS); contudo, todo eram ineficazes em pacientes humanos. Isto indica a importância de usar as pilhas animais. Actualmente, diversas linhas paciente-específicas do iPSC setup e foram usadas como um sistema modelo para as doenças, que igualmente permitirão o estudo de doenças raras.

Está abaixo uma lista de outras doenças em que os fibroblasto foram usados enquanto as pilhas da fonte e a integração lentiviral foram usadas para a geração de pilhas do iPS.

  • Doença de Huntington (HD)
  • ALS ou Lou Gehrig's Disease
  • A ataxia de Friedreich (FRDA)
  • Síndrome do Shwachman-Bodian-Diamante (SBDS)
  • O tipo III de Gaucher
  • Tipo distrofia muscular de Becker (BMD)
  • Traga a síndrome/síndrome de down 21
  • Dysautonomia familiar (FD) ou síndrome de Riley-Dia
  • Atrofia muscular espinal
  • Tipo - 1 diabetes mellitus (DM)

Ciências básicas

Reprogramming tecnologias ajude em compreender a relação entre factores epigenéticos e a identidade celular. Reprogramming igualmente ajuda a avaliar como as mudanças transcricionais e epigenéticas são envolvidas na revelação do cancro.

O último é devido ao facto de que reprogramming compartilha de eventos comuns com a carcinogénese - por exemplo, a transição mesenchymal-epitelial e a participação do c-Myc e do p53. Também, as pilhas somáticas reprogrammed podem ajudar em investigar as causas do envelhecimento e a acumulação de erros genéticos ao longo do tempo.

Colônia das células estaminaisFunTravel | Shutterstock

Por que há uns interesses sobre a segurança de pilhas do iPS?

Em 2007, Okita e os colegas gerados induziram linha celular pluripotent dos fibroblasto embrionários do rato que mostraram a haste embrionária pilha-como testes padrões da expressão genética e do methylation do ADN. Estas linha celular tiveram o pluripotency similar quando comparadas às células estaminais embrionárias; contudo, 20% destes ratos quiméricoes igualmente desenvolveu os tumores devido ao reactivation do transgene do c-Myc.

Isto conduziu à suspeita que quando as pilhas pluripotent induzidas tiveram propriedades idênticas em termos do stemness, eles não pode ser tão segura quanto células estaminais embrionárias; além disso, a participação do c-Myc podia conduzir a um risco aumentado de revelação do tumor.  

Nakagawa e os colegas tentaram resolver este interesse quando gerou com sucesso pilhas pluripotent induzidas usando Sox2, Klf4, e Oct3/4. A falta do c-Myc podia significativamente reduzir o risco do tumorigenicity. Contudo, o não-uso do c-Myc igualmente tem suas desvantagens, porque reduz a eficiência de células estaminais pluripotent induzidas.

Um estudo mostrou em 2011 que as pilhas do iPS poderiam provocar uma resposta imune quando injetadas nos ratos. Contudo, quando Masumi Abe (um cientista no instituto nacional de ciências radiológicas em Japão) tomou o iPS e células estaminais embrionárias dos ratos e re-os injectou, não havia nenhuma diferença na resposta imune dos dois grupos, sugerindo que os medos da resposta imune devido às pilhas pluripotent induzidas pudessem ter sido superestimados.

Em um outro estudo, conduzido na Universidade de Yale em 2012, os pesquisadores encontraram que o processo reprogramming conduziu a menos mutações do que o que foi pensado previamente. Assim, as pilhas pluripotent induzidas são uma oportunidade prometedora para aplicações terapêuticas; contudo, uma pesquisa e uma avaliação mais adicionais são exigidas para rever todas as mudanças epigenéticas e genéticas observadas em células estaminais pluripotent induzidas para determinar os riscos exactos deste procedimento.

Fontes:

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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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