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15.7: Induzierte pluripotente Stammzellen
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PROTOKOLLE

15.7: Induzierte pluripotente Stammzellen

Stammzellen sind undifferenzierte Zellen, die sich teilen und unterschiedliche Zelltypen produzieren. Normalerweise befinden sich Zellen, die sich zu einem bestimmten Zelltyp differenziert haben, in einem post-mitotischen Zustand. Das bedeutet, dass sie sich nicht mehr teilen. Die Wissenschaftler haben jedoch einen Weg gefunden, diese reifen Zellen so umzuprogrammieren, dass sie sich wieder “de-differenzieren” und in einen unspezialisierten, proliferativen Zustand zurückkehren. Diese Zellen sind wie embryonale Stammzellen ebenfalls pluripotent. Sie sind dazu in der Lage, alle Zelltypen zu produzieren. Daher nennt man sie auch induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs).

In der Medizin sind iPSCs potentiell wertvoll, da ein Patient, der einen bestimmten Zelltyp benötigt, eine Transplantation der benötigten Zellen erhalten könnte. So können die benötigten Zellen von einem anderen Zelltyp im eigenen Körper erzeugt werden. Ein Beispiel wäre ein Patient, mit einer durch Makuladegeneration beschädigten Netzhaut. Dies wird autologe Transplantation genannt und reduziert das Risiko einer Transplantatabstoßung, welche bei der Transplantation von Gewebe zwischen Individuen auftreten kann.

Der Prozess

Um iPSCs zu erzeugen, werden reife Zellen wie Hautfibroblasten oder Blutzellen einer Person in einer Kultur gezüchtet. Dann werden Gene für mehrere Transkriptionsfaktoren mit Hilfe eines viralen Vektors in die Zellen eingeschleust. Die Transkriptionsfaktorproteine werden mit Hilfe der Maschinerie der Zelle exprimiert. Die Transkriptionsfaktoren schalten dann viele andere Gene ein, die von embryonalen Stammzellen exprimiert werden. Dadurch kehren die Zellen in einen undifferenzierten, proliferativen und pluripotenten Zustand zurück.

Es wird noch untersucht, ob iPSCs wirklich äquivalent zu embryonalen Stammzellen sind. Sie scheinen aber ähnlich zu sein und können Zellen aus allen drei Keimschichten des Körpers produzieren. Wie bei anderen Stammzelltypen lernen die Wissenschaftler, wie sie die Differenzierung bestimmter Zelltypen aus iPSCs effizient fördern können, so dass die benötigten Zelltypen in ausreichender Menge produziert werden können.

Frühe klinische Studien

Die erste klinische Studie war über die Transplantation von aus iPSCs gewonnenen Netzhautzellen bei Patienten mit altersbedingter Makuladegeneration. Seitdem wurden mehrere klinische Studien mit iPSCs für die Behandlung von Parkinson, Herzkrankheiten und Rückenmarksverletzungen zugelassen. Zellen, die von Patienten entnommen und in iPSCs umgewandelt wurden, werden auch zur Untersuchung ihrer Krankheiten im Labor verwendet. Im Allgemeinen stellen iPSCs eine weitere Quelle von Stammzellen für die wissenschaftliche Forschung dar.


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