Linia komórkowa: Różnice pomiędzy wersjami
| (Nie pokazano 4 pośrednich wersji utworzonych przez tego samego użytkownika) | |||
| Linia 2: | Linia 2: | ||
=Definicja= <!--T:1--> | =Definicja= <!--T:1--> | ||
Linia komórkowa to populacja komórek pochodzących od niewielkiej liczby komórek wyizolowanych z wielokomórkowego organizmu, powstała ''[[in vitro|in vitro]]'' z hodowli pierwotnej po pierwszym pasażu. Powstała linia komórkowa zawiera informacje genetyczne tożsame z organizmem, z którego została wyprowadzona. Linie komórkowe pochodzące z normalnych (nienowotworowych) komórek i tkanek mają ograniczoną zdolność do podziałów, zatem mogą być utrzymywane w hodowli tylko przez określony czas. Liczba pasaży linii komórkowej zależy od rodzaju tkanki i wieku organizmu, z którego wyprowadzono linię komórkową, a ograniczona liczba podziałów komórkowych jest odzwierciedleniem starzenia się komórek ''in vivo''. Dłużej żyją linie komórkowe wyprowadzone z komórek macierzystych (zarodkowych, pochodzących z tkanek dorosłego organizmu lub indukowanych) lub komórki unieśmiertelnione, czyli unikające starzenia się w wyniku mutacji. W porównaniu do modeli zwierzęcych, linie komórkowe są tańsze i łatwiejsze w utrzymaniu, dają bardziej odtwarzalne wyniki, a także (z wyjątkiem linii embrionalnych) nie są obarczone kontrowersjami etycznymi, co czyni je atrakcyjnym materiałem do badań biologicznych i medycznych. Należy jednak mieć na uwadze, że pochodzące od niewielkiej liczby komórek, a jednocześnie podatne na zmiany genetyczne z biegiem czasu hodowli i liczby pasaży, linie komórkowe nie zawsze mogą trafnie oddawać właściwości populacji | Linia komórkowa to populacja komórek pochodzących od niewielkiej liczby komórek wyizolowanych z wielokomórkowego organizmu, powstała ''[[in vitro|in vitro]]'' z hodowli pierwotnej po pierwszym pasażu. Powstała linia komórkowa zawiera informacje genetyczne tożsame z organizmem, z którego została wyprowadzona. Linie komórkowe pochodzące z normalnych (nienowotworowych) komórek i tkanek mają ograniczoną zdolność do podziałów, zatem mogą być utrzymywane w hodowli tylko przez określony czas. Liczba pasaży linii komórkowej zależy od rodzaju tkanki i wieku organizmu, z którego wyprowadzono linię komórkową, a ograniczona liczba podziałów komórkowych jest odzwierciedleniem starzenia się komórek ''in vivo''. Dłużej żyją linie komórkowe wyprowadzone z komórek macierzystych (zarodkowych, pochodzących z tkanek dorosłego organizmu lub indukowanych) lub komórki unieśmiertelnione, czyli unikające starzenia się w wyniku mutacji. W porównaniu do modeli zwierzęcych, linie komórkowe są tańsze i łatwiejsze w utrzymaniu, dają bardziej odtwarzalne wyniki, a także (z wyjątkiem linii embrionalnych) nie są obarczone kontrowersjami etycznymi, co czyni je atrakcyjnym materiałem do badań biologicznych i medycznych. Należy jednak mieć na uwadze, że pochodzące od niewielkiej liczby komórek, a jednocześnie podatne na zmiany genetyczne z biegiem czasu hodowli i liczby pasaży, linie komórkowe nie zawsze mogą trafnie oddawać właściwości populacji komórek pierwotnych. Linie komórkowe o nieograniczonej długości życia i zdolności do nieskończonych podziałów mogą pochodzić z guzów nowotworowych. <ref>Stokłosowa S.: Hodowla komórek i tkanek. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2004</ref> | ||
=Linie komórek macierzystych= <!--T:2--> | =Linie komórek macierzystych= <!--T:2--> | ||
Embrionalne komórki macierzyste (ang. embryonic stem cells, ESC) są pluripotentne, czyli zdolne do różnicowania we wszystkie rodzaje komórek danego organizmu. Zazwyczaj izolowane są z węzła zarodkowego w stadium blastocysty | Embrionalne komórki macierzyste (ang. embryonic stem cells, ESC) są pluripotentne, czyli zdolne do różnicowania we wszystkie rodzaje komórek danego organizmu. Zazwyczaj izolowane są z węzła zarodkowego w stadium blastocysty, co budzi liczne kontrowersje natury etycznej i nie powinno mieć miejsca w badaniach naukowych. W poszukiwaniu alternatywnych źródeł linii komórek macierzystych naukowcy opracowali sposoby wykorzystania somatycznych komórek macierzystych, które naturalnie występują w organizmie i mogą być izolowane z tkanek dorosłego organizmu. Są to zarówno komórki multipotencjalne (m. in. komórki krwiotwórcze czy mezenchymalne komórki macierzyste) jak i komórki unipotencjalne (np. komórki satelitowe mięśni szkieletowych). Pozyskanie somatycznych komórek macierzystych jest dobrze udokumentowane, z wielu z nich wyprowadzono linie komórkowe do badań nad nowymi terapiami komórkowymi w medycynie regeneracyjnej. | ||
W poszukiwaniu nowych możliwości badań komórek macierzystych „przeprogramowano” dorosłe wyspecjalizowane komórki somatyczne w indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC) zdolne do tworzenia każdego rodzaju komórek.Indukcja komórek somatycznych w celu ich powrotu do pierwotnego stanu pluripotencji odbywa się poprzez wprowadzenie do komórek czterech genów: Oct3/4, Sox2, c-Myc oraz Klf4. Poza rozwiązaniem problemów etycznych powstałych wokół wykorzystania komórek embrionalnych, komórki macierzyste wywodzące się z komórek somatycznych mają jeszcze jedną zaletę na potrzeby ich wykorzystania do celów terapeutycznych, np. medycyny regeneracyjnej lub [[inżynieria tkankowa|inżynierii tkankowej]], mogą być one pozyskane od pacjenta, co czyni je łatwiej dostępnymi oraz bardziej kompatybilnymi z organizmem biorcy i umożliwia ich potencjalne zastosowanie w spersonalizowanej terapii komórkowej. | W poszukiwaniu nowych możliwości badań komórek macierzystych „przeprogramowano” dorosłe wyspecjalizowane komórki somatyczne w indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC) zdolne do tworzenia każdego rodzaju komórek. Indukcja komórek somatycznych w celu ich powrotu do pierwotnego stanu pluripotencji odbywa się poprzez wprowadzenie do komórek czterech genów: Oct3/4, Sox2, c-Myc oraz Klf4. Poza rozwiązaniem problemów etycznych powstałych wokół wykorzystania komórek embrionalnych, komórki macierzyste wywodzące się z komórek somatycznych mają jeszcze jedną zaletę na potrzeby ich wykorzystania do celów terapeutycznych, np. medycyny regeneracyjnej lub [[inżynieria tkankowa|inżynierii tkankowej]], mogą być one pozyskane od pacjenta, co czyni je łatwiej dostępnymi oraz bardziej kompatybilnymi z organizmem biorcy i umożliwia ich potencjalne zastosowanie w spersonalizowanej terapii komórkowej.<ref>Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 2006 Aug 25;126(4):663-76. doi: 10.1016/j.cell.2006.07.024. Epub 2006 Aug 10.</ref> <ref>Kim JS, Choi HW, Choi S, Do JT. Reprogrammed pluripotent stem cells from somatic cells. Int J Stem Cells. 2011 Jun;4(1):1-8. doi: 10.15283/ijsc.2011.4.1.1.</ref> <ref>Danisovic L, Culenova M, Csobonyeiova M. Induced Pluripotent Stem Cells for Duchenne Muscular Dystrophy Modeling and Therapy. Cells. 2018 Dec 7;7(12):253. doi: 10.3390/cells7120253.</ref> <ref>Zahumenska R, Nosal V, Smolar M, Okajcekova T, Skovierova H, Strnadel J, Halasova E. Induced Pluripotency: A Powerful Tool for In Vitro Modeling. Int J Mol Sci. 2020 Nov 24;21(23):8910. doi: 10.3390/ijms21238910.</ref> <ref>Seminary ER, Santarriaga S, Wheeler L, Mejaki M, Abrudan J, Demos W, Zimmermann MT, Urrutia RA, Fee D, Barkhaus PE, Ebert AD. Motor Neuron Generation from iPSCs from Identical Twins Discordant for Amyotrophic Lateral Sclerosis. Cells. 2020 Feb 28;9(3):571. doi: 10.3390/cells9030571.</ref> | ||
=Unieśmiertelnione linie komórkowe= <!--T:3--> | =Unieśmiertelnione linie komórkowe= <!--T:3--> | ||
Mutacje powodujące unieśmiertelnienie komórek mogą wystąpić naturalnie – | Mutacje powodujące unieśmiertelnienie komórek mogą wystąpić naturalnie – tak jest w przypadku linii wywodzących się z komórek nowotworowych, czego przykładem jest pierwsza ludzka linia komórkowa HeLa – lub mogą być wywołane w warunkach laboratoryjnych poprzez transformację indukowaną związkami chemicznymi lub za pośrednictwem onkogenów. Sztuczne unieśmiertelnienie osiąga się poprzez wprowadzenie i stymulację ekspresji telomerazy i TERT, inaktywację regulatorów cyklu komórkowego p53 i pRb, czy też wprowadzenie onkogenów lub wektorów wirusowych kodujących onkoproteiny, które także oddziałują na czynniki regulujące cykl komórkowy. Niestety, unieśmiertelnione linie komórkowe obarczone są ryzykiem tworzenia nowotworów.<ref>Paprocka M, Krawczenko A, Dus D, Kantor A, Carreau A, Grillon C, Kieda C. CD133 positive progenitor endothelial cell lines from human cord blood. Cytometry A. 2011 Aug;79(8):594-602. doi: 10.1002/cyto.a.21092. Epub 2011 Jun 27.</ref> <ref>Katsumiti A, Ruenraroengsak P, Cajaraville MP, Thorley AJ, Tetley TD. Immortalisation of primary human alveolar epithelial lung cells using a non-viral vector to study respiratory bioreactivity in vitro. Sci Rep. 2020 Nov 24;10(1):20486. doi: 10.1038/s41598-020-77191-y.</ref> | ||
=Bibliografia= <!--T:4--> | =Bibliografia= <!--T:4--> | ||
</translate> | </translate> | ||
Aktualna wersja na dzień 13:23, 19 maj 2021
Definicja
Linia komórkowa to populacja komórek pochodzących od niewielkiej liczby komórek wyizolowanych z wielokomórkowego organizmu, powstała in vitro z hodowli pierwotnej po pierwszym pasażu. Powstała linia komórkowa zawiera informacje genetyczne tożsame z organizmem, z którego została wyprowadzona. Linie komórkowe pochodzące z normalnych (nienowotworowych) komórek i tkanek mają ograniczoną zdolność do podziałów, zatem mogą być utrzymywane w hodowli tylko przez określony czas. Liczba pasaży linii komórkowej zależy od rodzaju tkanki i wieku organizmu, z którego wyprowadzono linię komórkową, a ograniczona liczba podziałów komórkowych jest odzwierciedleniem starzenia się komórek in vivo. Dłużej żyją linie komórkowe wyprowadzone z komórek macierzystych (zarodkowych, pochodzących z tkanek dorosłego organizmu lub indukowanych) lub komórki unieśmiertelnione, czyli unikające starzenia się w wyniku mutacji. W porównaniu do modeli zwierzęcych, linie komórkowe są tańsze i łatwiejsze w utrzymaniu, dają bardziej odtwarzalne wyniki, a także (z wyjątkiem linii embrionalnych) nie są obarczone kontrowersjami etycznymi, co czyni je atrakcyjnym materiałem do badań biologicznych i medycznych. Należy jednak mieć na uwadze, że pochodzące od niewielkiej liczby komórek, a jednocześnie podatne na zmiany genetyczne z biegiem czasu hodowli i liczby pasaży, linie komórkowe nie zawsze mogą trafnie oddawać właściwości populacji komórek pierwotnych. Linie komórkowe o nieograniczonej długości życia i zdolności do nieskończonych podziałów mogą pochodzić z guzów nowotworowych. [1]
Linie komórek macierzystych
Embrionalne komórki macierzyste (ang. embryonic stem cells, ESC) są pluripotentne, czyli zdolne do różnicowania we wszystkie rodzaje komórek danego organizmu. Zazwyczaj izolowane są z węzła zarodkowego w stadium blastocysty, co budzi liczne kontrowersje natury etycznej i nie powinno mieć miejsca w badaniach naukowych. W poszukiwaniu alternatywnych źródeł linii komórek macierzystych naukowcy opracowali sposoby wykorzystania somatycznych komórek macierzystych, które naturalnie występują w organizmie i mogą być izolowane z tkanek dorosłego organizmu. Są to zarówno komórki multipotencjalne (m. in. komórki krwiotwórcze czy mezenchymalne komórki macierzyste) jak i komórki unipotencjalne (np. komórki satelitowe mięśni szkieletowych). Pozyskanie somatycznych komórek macierzystych jest dobrze udokumentowane, z wielu z nich wyprowadzono linie komórkowe do badań nad nowymi terapiami komórkowymi w medycynie regeneracyjnej. W poszukiwaniu nowych możliwości badań komórek macierzystych „przeprogramowano” dorosłe wyspecjalizowane komórki somatyczne w indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC) zdolne do tworzenia każdego rodzaju komórek. Indukcja komórek somatycznych w celu ich powrotu do pierwotnego stanu pluripotencji odbywa się poprzez wprowadzenie do komórek czterech genów: Oct3/4, Sox2, c-Myc oraz Klf4. Poza rozwiązaniem problemów etycznych powstałych wokół wykorzystania komórek embrionalnych, komórki macierzyste wywodzące się z komórek somatycznych mają jeszcze jedną zaletę na potrzeby ich wykorzystania do celów terapeutycznych, np. medycyny regeneracyjnej lub inżynierii tkankowej, mogą być one pozyskane od pacjenta, co czyni je łatwiej dostępnymi oraz bardziej kompatybilnymi z organizmem biorcy i umożliwia ich potencjalne zastosowanie w spersonalizowanej terapii komórkowej.[2] [3] [4] [5] [6]
Unieśmiertelnione linie komórkowe
Mutacje powodujące unieśmiertelnienie komórek mogą wystąpić naturalnie – tak jest w przypadku linii wywodzących się z komórek nowotworowych, czego przykładem jest pierwsza ludzka linia komórkowa HeLa – lub mogą być wywołane w warunkach laboratoryjnych poprzez transformację indukowaną związkami chemicznymi lub za pośrednictwem onkogenów. Sztuczne unieśmiertelnienie osiąga się poprzez wprowadzenie i stymulację ekspresji telomerazy i TERT, inaktywację regulatorów cyklu komórkowego p53 i pRb, czy też wprowadzenie onkogenów lub wektorów wirusowych kodujących onkoproteiny, które także oddziałują na czynniki regulujące cykl komórkowy. Niestety, unieśmiertelnione linie komórkowe obarczone są ryzykiem tworzenia nowotworów.[7] [8]
Bibliografia
- ↑ Stokłosowa S.: Hodowla komórek i tkanek. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2004
- ↑ Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 2006 Aug 25;126(4):663-76. doi: 10.1016/j.cell.2006.07.024. Epub 2006 Aug 10.
- ↑ Kim JS, Choi HW, Choi S, Do JT. Reprogrammed pluripotent stem cells from somatic cells. Int J Stem Cells. 2011 Jun;4(1):1-8. doi: 10.15283/ijsc.2011.4.1.1.
- ↑ Danisovic L, Culenova M, Csobonyeiova M. Induced Pluripotent Stem Cells for Duchenne Muscular Dystrophy Modeling and Therapy. Cells. 2018 Dec 7;7(12):253. doi: 10.3390/cells7120253.
- ↑ Zahumenska R, Nosal V, Smolar M, Okajcekova T, Skovierova H, Strnadel J, Halasova E. Induced Pluripotency: A Powerful Tool for In Vitro Modeling. Int J Mol Sci. 2020 Nov 24;21(23):8910. doi: 10.3390/ijms21238910.
- ↑ Seminary ER, Santarriaga S, Wheeler L, Mejaki M, Abrudan J, Demos W, Zimmermann MT, Urrutia RA, Fee D, Barkhaus PE, Ebert AD. Motor Neuron Generation from iPSCs from Identical Twins Discordant for Amyotrophic Lateral Sclerosis. Cells. 2020 Feb 28;9(3):571. doi: 10.3390/cells9030571.
- ↑ Paprocka M, Krawczenko A, Dus D, Kantor A, Carreau A, Grillon C, Kieda C. CD133 positive progenitor endothelial cell lines from human cord blood. Cytometry A. 2011 Aug;79(8):594-602. doi: 10.1002/cyto.a.21092. Epub 2011 Jun 27.
- ↑ Katsumiti A, Ruenraroengsak P, Cajaraville MP, Thorley AJ, Tetley TD. Immortalisation of primary human alveolar epithelial lung cells using a non-viral vector to study respiratory bioreactivity in vitro. Sci Rep. 2020 Nov 24;10(1):20486. doi: 10.1038/s41598-020-77191-y.