Back to chapter

15.7:

תאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Induced Pluripotent Stem Cells

Languages

Share

תאי גזע iPSCs פלוריפוטנטיים מושרים, הם תאים בוגרים וממוינים, כגון תאי עור, אשר מתוכנתים מחדש במעבדה לדמות תאי גזע עובריים לא ממוינים. כלומר, הם מתחלקים ופלוריפוטנטיים, מסוגלים לייצר כל סוג תא בגוף. לדוגמה, תאי רשתית, שעשויים לשמש להחלפת רקמת רשתית פגומה.כדי ליצור iPSCs, תאים בוגרים, כמו פיברובלסטים של עור, נלקחים ממטופל ומוכנסים לתרבית. בדרך כלל, גנים עבור גורמי שעתוק מועברים על ידי וקטורים ויראליים לתוך גרעיני התאים, שם הם משולבים לתוך הגנום. גורמי השעתוק מפעילים בתורם את הגנים המבוטאים על ידי תאי גזע עובריים, שהופכים בכך שוב ללא ממוינים וחוזרים למצבם הפלוריפוטנטי.התאים יכולים כעת להתחלק וניתנים להכוונה לייצר סוג תא מסוים בתרבית. לאחר מכן, ניתן לשתול את התאים החדשים ב‫חזרה במטופל כדי לטפל בנזק או במחלה עם סיכון מינימלי לדחייה, כי הם מיוצרים מתאי המטופל עצמו.

15.7:

תאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים

Stem cells are undifferentiated cells that divide and produce different types of cells. Ordinarily, cells that have differentiated into a specific cell type are post-mitotic—that is, they no longer divide. However, scientists have found a way to reprogram these mature cells so that they “de-differentiate” and return to an unspecialized, proliferative state. These cells are also pluripotent like embryonic stem cells—able to produce all cell types—and are therefore called induced pluripotent stem cells (iPSCs).

iPSCs are potentially valuable in medicine, because a patient who needs a particular cell type—for instance, someone with a damaged retina due to macular degeneration—could receive a transplant of the required cells, generated from another cell type in their own body. This is called autologous transplantation, and it reduces the risk of transplant rejection that can occur when tissues are transplanted between individuals.

The Process

To create iPSCs, mature cells such as skin fibroblasts or blood cells from a person are grown in culture. Then, genes for multiple transcription factors are delivered into the cells using a viral vector, and the transcription factor proteins are expressed using the cell’s machinery. The transcription factors then turn on many other genes that are expressed by embryonic stem cells, returning the cells to an undifferentiated, proliferative, and pluripotent state.

It is still being studied whether iPSCs are truly equivalent to embryonic stem cells, but they appear to be similar and can produce cells from all three germ layers of the body. As with other types of stem cells, scientists are learning how to promote the differentiation of specific cell types from iPSCs efficiently, so that the needed cell types can be produced in adequate quantities.

Early Clinical Trials

The first clinical trial transplanted retinal cells derived from iPSCs into patients with age-related macular degeneration. Since then, several iPSC clinical trials have been approved for the treatment of Parkinson’s disease, heart disease, and spinal cord injury. Cells taken from patients and turned into iPSCs are also being used to study their diseases in the laboratory. In general, iPSCs provide another source of stem cells for scientific research.

Suggested Reading

Hamazaki, Takashi, Nihal El Rouby, Natalie C. Fredette, Katherine E. Santostefano, and Naohiro Terada. “Concise Review: Induced Pluripotent Stem Cell Research in the Era of Precision Medicine.” Stem Cells (Dayton, Ohio) 35, no. 3 (March 2017): 545–50. [Source].