Introducción e información detallada de las células ips.
Las “células iPS” no sólo son muy similares a las células ES en morfología celular, características de crecimiento, expresión de marcadores de células madre, etc., sino también en patrones de metilación del ADN, perfiles de expresión genética, estado de cromatina y quimera. La formación de animales y otros aspectos es casi la misma que la de las células ES (células madre embrionarias).
Las células IPS y ES pueden producir todas las células excepto embriones. Si se usara médicamente, en teoría todas las enfermedades podrían curarse: todo el tejido defectuoso se eliminaría y se reemplazaría con tejido normal regenerado.
La historia de la investigación de las células iPS En 2006, el laboratorio dirigido por Shinya Yamanaka de la Universidad de Kyoto publicó un artículo en la mundialmente famosa revista académica "Cell", informando sobre la investigación de las células iPS por primera vez en el mundo.
Introdujeron cuatro factores de transcripción Oct3/4, Sox2, c-Myc y Klf4 en embriones de ratón o fibroblastos de piel y descubrieron que podían inducir su transformación. Las células iPS generadas son muy similares a las células madre embrionarias en términos de morfología, expresión de genes y proteínas, modificaciones epigenéticas, capacidad de proliferación celular, capacidad de generación de embrioides y teratomas y capacidad de diferenciación.
Desde junio de 5438 hasta octubre de 2007, los Laboratorios Thompson y los Laboratorios Shinya Yamanaka informaron que se puede inducir a los fibroblastos de la piel humana a convertirse en células madre pluripotentes que son casi iguales a las células madre embrionarias mediante la tecnología iPS.
La diferencia es que el laboratorio japonés todavía utiliza retrovirus para introducir una combinación de cuatro factores, a saber, Oct3/4, Sox2, c-Myc y Klf4, mientras que el laboratorio Thompson utiliza vectores lentivirales para introducir una combinación de 4 de octubre, Sox2 más Nanog y LIN28.
Los resultados de esta investigación ocuparon el segundo lugar entre los diez principales avances científicos y tecnológicos en 2007 por la revista estadounidense "Science".
En 2008, el laboratorio de Gee Daley en la Universidad de Harvard utilizó tecnología de reprogramación celular inducida para transformar células de la piel de 10 pacientes con diferentes enfermedades genéticas en iPS, lo que desempeñará un papel importante en el establecimiento de modelos de enfermedades y detección de fármacos.
Los científicos estadounidenses también descubrieron que, en condiciones de inducción adecuadas, las iPS pueden diferenciarse de manera dirigida, por ejemplo en células sanguíneas, y luego usarse para tratar enfermedades.
Otro laboratorio de la Universidad de Harvard descubrió que la introducción de tres factores de transcripción que desempeñan un papel importante en el desarrollo celular en células exocrinas del páncreas de ratón puede transformarlas directamente en células muy similares a las células madre y que pueden secretar insulina. y reducir eficazmente el azúcar en la sangre. Esto muestra que se puede obtener directamente una célula de tejido específica mediante tecnología de reprogramación inducida sin la necesidad de inducir primero células madre pluripotentes.
En 2009, científicos chinos utilizaron células iPS para cultivar ratones - Xiaoxiao junio de 2008 octubre de 2008.
Un equipo de investigación liderado por Zhou Qi del Instituto de Zoología de la Academia de Ciencias de China y Zeng Fanyi de la Facultad de Medicina de la Universidad Jiao Tong de Shanghai demostró que las células iPS se pueden utilizar para obtener ratones viables y con capacidad reproductiva , demostrando por primera vez en el mundo que las células iPS y las células madre embrionarias tienen una pluripotencia similar. Los científicos dicen que el estudio sugiere que las células madre iPS, al igual que las células madre embrionarias, podrían convertirse en una fuente potencial de tratamiento para diversas enfermedades.
Proceso simple de preparación de células ips. El proceso de establecimiento de células iPS incluye principalmente:
(1) Aislamiento y cultivo de células huésped.
(2) Mediado por virus Introducir una variedad de genes relacionados con la pluripotencia en las células huésped mediante inducción u otros métodos;
(3) Plantar las células infectadas por el virus en células alimentadoras y cultivarlas en un sistema de cultivo especial para células ES Agregue las sustancias de molécula pequeña correspondientes al cultivo según sea necesario para promover la reprogramación;
(4) Identificación de células iPS después de la aparición de clones similares a ES (morfología celular, epigenética, potencial de diferenciación in vitro, etc. ).
La aparición de las células ips ha provocado una fuerte respuesta en los campos de la investigación con células madre, la investigación epigenética y la investigación biomédica, no sólo por su importancia en la investigación básica, sino también por su brillantez. aplicaciones.
En la investigación básica, su aparición ha proporcionado a las personas una nueva e innovadora comprensión del mecanismo regulador de la pluripotencia. La reprogramación celular es un proceso complejo que está regulado no sólo por factores intracelulares sino también por vías de señalización extracelular. Poco a poco se están realizando investigaciones sobre factores de transcripción como Oct4, Sox2 y Nanog que mantienen las nuevas capacidades de las células. El uso de células iPS como modelo experimental y la manipulación de la expresión de sólo unos pocos factores acelerará enormemente la investigación en profundidad sobre el mecanismo regulador de la pluripotencia.
En aplicaciones prácticas, el método de obtención de células iPS es relativamente sencillo y estable, y no requiere óvulos ni embriones. Esto tiene ventajas técnicas y éticas sobre otros métodos. El establecimiento de células iPS ha acortado aún más la distancia entre las células madre y el tratamiento de enfermedades clínicas. Las células iPS tienen un enorme valor potencial en la terapia de reemplazo celular, la investigación de patogénesis, la detección de nuevos fármacos, etc.
Además, se estudia el papel de las células iPS en enfermedades neurológicas, cardiovasculares, etc. Las células iPS se han diferenciado con éxito en células neuronales, células gliales, células cardiovasculares y células germinales primordiales in vitro. Tiene un gran valor de aplicación en el tratamiento de enfermedades clínicas.
Ventajas: A diferencia de la tecnología clásica de células madre embrionarias y la tecnología de transferencia nuclear de células somáticas, la tecnología iPS no utiliza células embrionarias ni óvulos, por lo que no existen problemas éticos.
Gracias a la tecnología iPS, los pacientes pueden utilizar sus propias células somáticas para preparar células madre patentadas, por lo que no hay problema de rechazo inmunológico.
Desventajas Agregar los cuatro genes de "reprogramación", o reemplazar genes defectuosos en células enfermas, podría tener efectos secundarios que conduzcan al cáncer.
Investigación relacionada 2012 10 El 8 de octubre, el Instituto Karolinska de Suecia anunció que el Premio Nobel de Fisiología Médica de este año se otorgará al profesor Shinya Yamanaka de la Universidad de Kyoto y al biólogo británico del desarrollo de la Universidad de Cambridge, Dr. John Gordon.
El logro premiado es que el profesor Shinya Yamanaka cultivó "células madre pluripotentes inducidas", o células iPS, a partir de células de la piel y otras células somáticas. Las células IPS pueden cultivar varias células, por lo que el invento del profesor Shinya Yamanaka ha abierto un nuevo camino para la medicina regenerativa.
El profesor Shinya Yamanaka publicó los resultados de su investigación en agosto de 2006. Inyectó cuatro genes en células somáticas extraídas de colas de ratones y cultivó con éxito células iPS. En junio de 2007 anunció que los experimentos con células de la piel humana también habían tenido éxito.
Debido a sus propios problemas de seguridad, se espera que los ratones desarrollados a partir de células iPS no se utilicen para tratamientos clínicos hasta 2012. Para obtener células iPS terapéuticas seguras y prácticas con valor de aplicación clínica, se debe evitar el uso de virus integradores y genes extraños oncogénicos. Con base en la serie de avances logrados por las células iPS en un corto período de tiempo, se puede predecir que las células iPS definitivamente resolverán diversas enfermedades que enfrentan los humanos. Sin embargo, todavía hay muchas áreas que requieren avances y más investigación:
(1) Estudiar los mecanismos reguladores de la autorreplicación, proliferación y diferenciación de las células iPS y el mecanismo por el que las células iPS inducen la diferenciación in vitro;
(2) Evaluar completamente la seguridad de la aplicación clínica de las células iPS;
(3) Establecer un método para preparar células iPS sin modificación genética (como usar solo proteínas o compuestos de moléculas pequeñas) para reprogramar células humanas en células iPS) Métodos celulares.
Escándalo científico 2012 10 Los resultados de la investigación de las células iPS (células madre pluripotentes inducidas) para producir cardiomiocitos y trasplantarlos a pacientes con enfermedades cardíacas graves son ficticios, dice Moriguchi, investigador especial del Hospital de la Universidad de Tokio. él mismo admitió la falsificación.