Proces Individuální Tvorbu z embrya
široká škála typů buněk se skládá lidské tělo, které se skládá z asi 60 bilionů buněk celkem. Každá z těchto buněk je nakonec odvozen z jediné oplodněné vaječné buňky, která se začala dělit, nakonec se diferenciovat na somatických buněk různých morfologií a funkcí, které tvoří různé tkáně a orgány lidského těla. Pluripotentní kmenové buňky mají podobný potenciál bez extraembryonální diferenciace.
obrázek: Indukční různých tkání typů buněk z pluripotentních kmenových buněk pomocí tří zárodečných vrstev,
V procesu formování jedince, kmenové buňky měnit (diferencovat) do buněk, které jsou odlišné od sebe při zachování proliferace schopnost se dělit a vytvářet další buňky téhož typu, nebo dále diferencovat do více specializované podobě. Takto se vytvářejí různé orgány.
Ve fázi blastocysty, rané fázi embryonálního vývoje, tam jsou buňky, které jsou schopny diferencovat do téměř jakýkoli typ buněk, které tvoří tělo, schopnost, známý jako pluripotentcy.In vitro, pluripotentní kmenové buňky včetně ES buněk a iPS buňky se mohou diferencovat do buněčných typů odvozených od endoderm, mezoderm a ektoderm, ale nejsou schopné vyvíjet se v úplnou organismus sám. Naopak, kmenové buňky, které mohou rozlišovat na omezený počet typů buněk, jako jsou tkáňové kmenové buňky a somatické kmenové buňky jsou známé jako multipotentních kmenových buněk.
Tyto buňky jsou používány nejen pro základní výzkum, kde jsou rozlišeny do konkrétní buňky, zkoumat jejich vlastnosti, ale také pro „drug discovery screening“ k hledání drog kandidátů, a „regenerativní medicíny“, kde jsou transplantovány nebo podáván pacientům jako terapeutické činidlo. Kultura pluripotentních kmenových buněk se však v mnoha ohledech liší od konvenční kultury somatických buněk a říká se, že je obtížné udržet nediferencovaný stav a zajistit vysokou úroveň reprodukovatelnosti.
Klasifikace a Vlastnosti Multipotentních Kmenových Buněk Pluripotentních Kmenových Buněk
Multipotentních Kmenových Buněk
Multipotentních kmenových buněk mají schopnost diferencovat do buněk, které tvoří konkrétní tkání a orgánů, a zahrnuje obě tkáně kmenových buněk a somatické kmenové buňky.
tkáňové kmenové buňky jsou specifické pro tkáň a mají schopnost buď se Obnovit rozdělením na dceřiné buňky podobného typu, nebo se diferencovat na specializovanější buňky v tkáni.
somatické kmenové buňky existujíin vivo a mohou se diferencovat na omezený počet typů buněk. Mezenchymální kmenové buňky (MSc) jsou typem somatických kmenových buněk a mohou se diferencovat na kosti, chrupavky, krevní cévy a kardiomyocyty. MSc se získávají relativně snadno z kostní dřeně, tkáně pupečníkové šňůry, pupečníkové krve a tukové tkáně.
multipotentní kmenové buňky mají protizánětlivý účinek, účinek vyvolávající růstový faktor, proangiogenní účinek a hrají důležitou roli při opravě tkáně. Navíc se říká, že mají snížené riziko rakoviny ve srovnání s pluripotentními kmenovými buňkami, což je důležité bezpečnostní hledisko.
regenerační léčivé přípravky již byly celosvětově schváleny pro léčbu poranění míchy a po transplantaci hematopoetických kmenových buněk akutní onemocnění štěpu proti hostiteli.
tabulka: Examples of Approved Regenerative Medical Products That Use Human MSCs in the World-
| Regenerative Medical Products | Approved Countries | Manufacturing Distributors | Origin MSC | Applications |
|---|---|---|---|---|
| PROCHYMAL® | Canada, New Zealand | Mesoblast | Allogeneic bone marrow-derived MSC | Acute GVHD*(pediatric) |
| TEMCELL® HS Inj. | Japan | JCR Pharma | Allogeneic bone marrow-derived MSC | Acute GVHD* |
| Stemirac® Inj. | Japan (conditional approval) | Nipro | Autologous bone marrow-derived MSC | Spinal cord injury |
| Heartcellgram-AMI® | South Korea | Pharmicell | Autologous bone marrow-derived MSC | Acute myocardial infarction |
| Cupistem® | South Korea | Anterogen | MSC derived from own fat | Crohn’s disease |
| CARTISTEM® | South Korea, EU | Medipost | Allogeneic cord blood-derived MSC | Knee osteoarthritis |
| Stempeucel® | EU, India (conditional approval) |
Stempeutics Research |
Allogeneic bone marrow-derived MSC | Knee osteoarthritis |
| Allostem® | USA | Allosource | Allogeneic fat derived MSC (A combination product composed of human demineralized bone matrix) |
Bone damage |
| Osteocel® Plus | US | NuVasive | Allogeneic bone marrow-derived MSC (A combination product composed of osteoprogenitor cells and human demineralized bone matrix) |
Bone repair (361HCT/P) |
*GVHD: reakce Štěpu Proti Hostiteli
Pluripotentní kmenové buňky
Pluripotentní kmenové buňky jsou kmenové buňky, které mohou diferencovat do téměř libovolné buňky, které tvoří tělo. ESC, embryonální zárodečné buňky (EGC) a IPSC byly dosud stanoveny jako typy pluripotentních kmenových buněk.
Hsr jsou vytvořeny z vnitřní buněčné hmoty uvnitř dutiny blastocysty, což je v rané fázi embryonálního vývoje následující dělení zygoty do blastula. V Japonsku se buňky ES vytvářejí z přebytku oplodněných vajíček, která jsou po léčbě neplodnosti vyřazena. EGC jsou vyvinuty z buněčných prekurzorů spermií a vajíček (prvotních zárodečných buněk) a mají téměř stejné vlastnosti jako ESC.
IPSC jsou vytvářeny přeprogramováním somatických buněk do nediferencovaného stavu zavedením specifických genů. Zřízení IPSC nám umožnilo získat buňky podobné Esc od dárců. Je také možné získat tkáně dodávané pacienta s nemocí, vytvoření iPSCs z tkáně a indukují diferenciaci poskytovat hloubkové vitro modelu onemocnění. Proto, somatické buňky, například nervové buňky nebo buňky, vytvořené indukované diferenciace iPSCs mají velký potenciál pro aplikace, jako je určení etiologie onemocnění, hodnocení účinnosti léku a nežádoucích účinků, a transplantace do pacientů jako regenerativní medicíny terapií. Nicméně, nezamýšlené genové mutace byly hlášeny při vytváření iPSC kultur, stejně jako subkulturování IPSC a Esc po dlouhou dobu. V současné době není známo, zda jsou všechny tyto genetické mutace nebezpečné, a vědci diskutují o tom, jak nejlépe vyhodnotit jejich bezpečnost pro praktické použití v budoucnu.
