300px|thumb|right| Ljudske embrionskee matične ćelije u kulturi ćelija. 300px|thumb|right|Pluripotentnost: Embrionske matične ćelije mogu se razviti u bilo koji tiš ćelija, osim u placente. Samo embriondkee matične ćelije morula su totipotentne: sposobne su da se razviju u bilo koji tip ćelija, uključujući ćelije placente. Embrionske matične ćelije (ES-ćelije ili ESC) su pluripotentne matične ćelije izvedene iz unutrašnje mase ćelija blatocista, rane faze pre implantacije embriona. Ljudski embrioni dostižu fazu blastociste 4-5 dana nakon oplodnje, kada se sastoje od 50-150 ćelija. Izolacija embrioblasta, ili unutrašnje ćelijske mase (ICM) dovodi do uništenja blastociste, procesa koji pokreće etička pitanja, uključujući da li su embrioni u pretfaza implantacije imaju ista moralna razmatranja kao i embrioni u postimplantacijskoj fazi razvoja.

Istraživanja se sada u velikoj mjeri fokusiraju na terapeutski potencijal embrionskih matičnih ćelija, a klinička upotreba je cilj mnogih laboratorija. Potencijalne upotrebe uključuju liječenje dijabetesa i bolesti srca. Ćelije se proučavaju kako bi se koristile kao kliničke terapije, modeli genetičkih poremećaja i popravak ćelija/DNK. Međutim, zabilježeni su i štetni efekti u istraživanjima i kliničkim procesima kao što su tumori i neželjeni imunski odgovor.

Svojstva thumb|Transkriptom embrionskih matičnih ćelija Embrionske matične ćelije (ESC), izvedene iz stadija blastociste ranih embriona sisara, razlikuju se po svojoj sposobnosti da se diferenciraju u bilo koji tip embrionske ćelije i po svojoj sposobnosti samoobnavljanja. Upravo te osobine ih čine vrijednim u naučnim i medicinskim oblastima. ESC imaju normalan kariotip, održavaju visoku telomeraznu aktivnost i pokazuju izvanredan dugoročni proliferativni potencijal.

Pluripotencija

Embrionske matične ćelije unutrašnje ćelijske mase su pluripotentne, što znači da su sposobne diferencirati da generirajuu primitivni ektoderm, koji se na kraju diferencira tokom gastrulacije u sve derivate od tri primarna zametni sloj: ektoderm, endoderm i mezoderm. Ovi zametni slojevi stvaraju svaki od više od 220 tipova ćelija u tijelu odraslog čovjeka. Kada se dobiju odgovarajući signali, ESC prvo formiraju prekursorske ćelije koje se kasnije diferenciraju u željene tipove ćelija. Pluripotencija diferencira embrionske matične ćelije ododraslih matičnih ćelija, koje su multipotentne i mogu proizvesti samo ograničen broj tipova ćelija.

Samoobnova i popravci konstrukcije

Pod definiranim uslovima, embrionskee matične ćelije sposobne su da se neograničeno samoobnavljaju u nediferenciranom stanju. Uslovi samoobnavljanja moraju spriječiti ćelije od zgrušavanja i održavati okruženje koje podržava nespecijalizirano stanje. Obično se to radi u laboratoriji s podlogom koja sadrži goveđi serum i inhibicijski faktor leukemije ili dodacima medija bez seruma s dva inhibitorna lijeka ("2i"), MEK inhibitor PD03259010 i GSK-3 inhibitor CHIR99021.

Rast

ESC se vrlo često dijele zbog skraćene G1-faze u njihovom ćelijskom ciklusu. Brza dioba omogućava ćelijama da brzo rastu u broju, ali ne i veličini, što je važno za rani razvoj embrija. U ESC-ima, ciklin A i ciklin E proteini uključeni u G1/S prijelaz su uvijek eksprimirani na visokim razinama. Ciklin-zavisne kinaze, kao što je CDK2, koje promovišu progresiju ćelijskog ciklusa su preaktivne, dijelom zbog smanjene regulacije njihovih inhibitora. Protein retinoblastoma koji inhibira transkripcijski faktor E2F dok ćelija nije spremna za ulazak u S-fazu su hiperfosforilirani i inaktivirani u ESC, što dovodi do kontinuirane ekspresije gena za proliferaciju.< ref name="Boward" /> Ove promjene rezultiraju ubrzanim ciklusima diobe ćelija. Iako su visoki nivoi ekspresije proproliferativnih proteina i skraćena G1-faza povezani s održavanjem pluripotencije, ESC uzgojeni u 2-itim uvjetima bez seruma eksprimiraju hipofosforilirane aktivne proteine retinoblastoma i imaju produženu G1-fazu. Uprkos ovoj razlici u ćelijskom ciklusu u poređenju sa ESC uzgojenim u podlozi koja sadrži serum, ove ćelije imaju slične pluripotentne karakteristike. Faktori pluripotencije Oct4 i Nanog imaju ulogu u transkripcijskoj regulaciji ćelijskog ciklusa ESC-a.

Upotreba

Zbog svoje plastičnosti i potencijalno neograničenog kapaciteta za samoobnavljanje, embrionske terapije matičnim ćelijama su predložene za regenerativnu medicinu i zamjenu tkiva nakon ozljede ili bolesti. Pluripotentne matične ćelije pokazale su obećavajućim u liječenju brojnih različitih stanja, uključujući, ali ne ograničavajući se na: povrede kičmene moždine, starostna makulska degeneracija, dijabetes, neurodegenerativni poremećaji (kao što je Parkinsonova bolest), AIDS, itd. Pored svog potencijala u regenerativnoj medicini, embrionske matične ćelije predstavljaju mogući alternativni izvor tkiva/organa koji služi kao moguće rješenje dileme o nedostatku donora. Ipak, postoje neke etičke kontroverze oko ovoga . Osim ovih upotreba, ESC se također mogu koristiti za istraživanje ranog ljudskog razvoja, određenih genetičkih bolesti i in vitro toksikološko testiranje.

Iskorištavanje

Prema članku iz 2002. u prestižnom Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, „ljudske embrionske matične ćelije imaju potencijal da se diferenciraju u različite tipove ćelija, i stoga mogu biti koristan kao izvor ćelija za transplantaciju ili tkivno inženjerstvo."

Također pogledajte Embrioidno tijelo Komiteti za nadzor istraživanja embrionskih matičnih ćelija Implantat fetusnog tkiva Inducirane matične ćelije Matična ćelija

Reference

Vanjski linkolvi

Understanding Stem Cells: A View of the Science and Issues from the National Academies National Institutes of Health University of Oxford practical workshop on pluripotent stem cell technology Fact sheet on embryonic stem cells Fact sheet on ethical issues in embryonic stem cell research Information & Alternatives to Embryonic Stem Cell Research A blog focusing specifically on ES cells and iPS cells including research, biotech, and patient-oriented issues

Kategorija:Matične ćelije Kategorija:Biotehnologija Kategorija:Embriologija Kategorija:Sociobiologija