Ergebnisse liefern neue Einblicke in die grundlegende Biologie von Stammzellen

Ein team von Forschern von der University of California, San Diego School of Medicine, Oregon Health & Science University (OHSU) und Salk-Institut für Biologische Studien hat zum ersten mal gezeigt, dass Stammzellen erzeugt, die mit anderen Methoden produzieren unterschiedliche Zellen. Die Ergebnisse, veröffentlicht im Juli 2, 2014 online-Ausgabe von Natur, liefern neue Einblicke in die grundlegende Biologie von Stammzellen und könnte letztlich dazu führen, verbesserte Stammzellen-Therapien.

Fähig, sich in jeden Zelltyp, pluripotente Stammzellen bieten ein großes Potenzial als die basis für neue cell transplantation Therapien, die ein breites Spektrum von Krankheiten und Bedingungen, von diabetes und Alzheimer bis hin zu Krebs und Rückenmarksverletzungen. In der Theorie, Stammzellen könnten erstellt werden und programmiert werden, ersetzen marode oder nicht vorhanden-Zellen für jedes organ des menschlichen Körpers.

Der gold standard ist mit menschlichen embryonalen Stammzellen (ES-Zellen) kultiviert, die aus ausrangierten embryos, erzeugt durch in-vitro-Fertilisation, aber Ihre Nutzung wurde lange Zeit begrenzt durch ethische und Logistische überlegungen. Wissenschaftler haben stattdessen wandte sich an zwei andere Methoden, um Stammzellen: Somatischer zellkerntransfer (SCNT), in denen das genetische material aus einer Erwachsenen Zelle übertragen wird, in eine leere Eizelle, und induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen), in die Erwachsenen Zellen wieder zu Stammzellen Staat künstlich einschalten Gene gezielt.

Bis jetzt hatte niemand direkt und hautnah gegenüber den Stammzellen, erworben mit Hilfe dieser zwei Methoden. Die Wissenschaftler fanden, die Sie produzierten deutlich unterschiedliche Ergebnisse. „Der nuclear transfer ES-Zellen sind viel mehr ähnlich wie real ES-Zellen als die iPS-Zellen“, sagte co-senior-Autor Louise Laurent, PhD, assistant professor in der Abteilung der Reproduktiven Medizin bei UC San Diego. „Sie sind völlig neu programmiert und haben weniger Veränderungen in der gen-expression und DNA-Methylierung Ebenen, die auf die Neuprogrammierung selbst.“

Die Entwicklung und Verwendung von iPS-Zellen exponentiell gewachsen in den letzten Jahren in keinem kleinen Teil aufgrund der Tatsache, dass Sie generiert werden können, die aus adulten Zellen (oft aus der Haut), indem Sie vorübergehend einschalten eine Kombination von vier Genen zu induzieren, die Erwachsene Zellen zurück zu einem pluripotenten Zustand.

Laurent hingewiesen, dass iPS-Zelllinien aus Patienten-Modell viele verschiedene Krankheiten und „die Fähigkeit, personalisierte iPS-Zellen von Patienten könnten transplantiert werden wieder in den Patienten generiert hat, die Aufregung, weil es würde beseitigen die Notwendigkeit für eine Immunsuppression.“

Die Kerntransfer-Methode wurde Pionierarbeit in jüngerer Zeit von einem team unter der Leitung von Shoukhrat Mitalipov, PhD, professor und Direktor des Zentrums für Embryonale Zelle und Gen-Therapie bei OSHU. Die Technik ist ähnlich dem Prozess verwendet im Klonen, aber die pluripotenten Zellen gesammelt werden, die aus frühen Embryonen vor entwickeln Sie sich zu Reifen Organismen.

Für die Vergleiche, die Forscher an der UC San Diego, OSHU und Salk erstellt vier nuclear transfer ES-Zell-Linien und sieben iPS-Zell-Linien mit der gleichen Haut, Zellen als Quelle der Spender genetischen Materials, das dann im Vergleich zu den zwei normalen, menschlichen ES-Linien. Alle 13 Zelllinien gezeigt wurden, pluripotent, mit einer Batterie von standard-tests.

Aber näher analysiert beschäftigt leistungsfähige genomische Techniken zu untersuchen, die DNA-Methylierung – einer fundamentalen biochemischen Prozess, der hilft, schalten Gene an und aus – und genexpressionsmustern von jeder Zelllinie ergab wesentliche Unterschiede in den Stammzellen angelegt mit den drei Methoden. Speziell fanden die Forscher heraus, dass die DNA-Methylierung und gen-Expressionsmuster in nuclear transfer ES-Zellen stärker ähnelten denen von ES-Zellen als iPS-Zellen, die offenbart Veränderungen offenbar verursacht durch die Neuprogrammierung selbst.

„Wenn Sie glauben, dass der gen-expression und DNA-Methylierung wichtig sind, was wir tun, dann, je näher man an die Muster von embryonalen Stammzellen, desto besser“, sagte co-senior-Autor Joseph R. Ecker, PhD, professor und Direktor des Salk-die Genomische Analyse im Labor. „Gerade jetzt, Kerntransfer-Zellen genauer suchen, um die embryonalen Stammzellen als iPS-Zellen.“

„Ich denke, diese Ergebnisse zeigen, dass die SCNT-Methode ist eine weit überlegene Kandidat für zellersatz-Therapien“, sagte Mitalipov, auch ein co-senior-Autor der Natur Papier. „Ich glaube wirklich, dass mit dieser Methode der Herstellung von Stammzellen, die eines Tages helfen, uns zu heilen und Behandlung einer Vielzahl von Krankheiten, das besiegen von uns heute.“

Beim Kerntransfer-Zellen kann eine bessere und genauere Darstellung von menschlichen ES-Zellen als iPS-Zellen, Laurent sagte, es gibt erhebliche Hindernisse für Ihre Verbreitung und Anwendung. „Das ist nicht nur nuclear transfer technisch schwierig, aber die Bundesmittel nicht verwendet werden, in den Experimenten an diesem Verfahren.“

Auf der anderen Seite, sagte Sie, die Ergebnisse könnten Sporn Verbesserungen in der iPS Reprogrammierung Methoden. „Unsere Ergebnisse haben gezeigt, dass weit verbreitete iPS-Reprogrammierung Methoden die Zellen sind ähnlich wie die standard-ES-Zellen in groben Zügen, aber es gibt wichtige Unterschiede, wenn man sich wirklich eng. Durch die Verwendung der Eizelle, um die Arbeit zu tun, können wir viel näher an die Reale Sache. Wenn wir herausfinden, welche Faktoren im ei fahren die Neuprogrammierung, vielleicht können wir design eine bessere iPS-Reprogrammierung-Methode.“

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