Abstract

Celele stem embrionare umane (hESCs) dețin un mare potențial pentru tratamentul diferitelor boli degenerative. HESC pluripotente au o mare capacitate de a suferi o auto-regenerare nelimitată în cultură și de a se diferenția în toate tipurile de celule din organism. Călătoria cercetării în domeniul hESC nu este atât de ușoară, deoarece s-a confruntat cu mai multe provocări care se limitează nu numai la formarea de tumori și la imunorejecție, ci și la aspecte sociale, etice și politice. Izolarea celulelor HESC din embrionul uman este considerată extrem de criticabilă, deoarece necesită distrugerea embrionului uman. Problema a fost dezbătută și discutată atât pe platforme publice, cât și guvernamentale, ceea ce a dus la interzicerea cercetării cu hESC în multe țări din întreaga lume. Interzicerea a afectat în mod negativ progresul cercetării cu hESC, deoarece multe guverne federale din întreaga lume au oprit finanțarea cercetării. Ulterior, unele țări au ridicat interdicția și au permis finanțarea cercetării în domeniul hESC, dar daunele au fost deja făcute asupra progresului cercetării. În aceste condiții nefavorabile, s-au înregistrat totuși unele progrese în ceea ce privește izolarea, cultivarea și caracterizarea hESC-urilor folosind diferite strategii. În această trecere în revistă, am rezumat diferite strategii utilizate pentru a izola, cultiva și caracteriza cu succes hESC-urile. În cele din urmă, hESCs reprezintă o mare promisiune pentru aplicații clinice cu strategii adecvate pentru a minimiza formarea teratomului și imunorejecția și strategii mai bune de transplant celular.

1. Celule stem embrionare: Descoperirea timpurie și procedura de izolare

Celele stem embrionare (CSE) au fost izolate pentru prima dată din embrioni de șoarece în 1981, iar cuvântul „celule stem embrionare” a fost inventat pentru prima dată de Gail R. Martin. Cu toate acestea, lumea a aflat despre CSE odată cu descoperirea revoluționară din 1998, când Thomson și echipa sa au arătat pentru prima dată o tehnică de izolare a CSEh din embrioni umani. Ulterior, cercetătorii au demonstrat că CSEh au capacitatea de a se diferenția în toate celulele organismului, inclusiv în celule beta ale insulelor Langerhans , celule neuronale , cardiomiocite și celule asemănătoare hepatocitului . Capacitățile pluripotente ale celulelor hESC au dat speranță milioanelor de pacienți care suferă de diabet, de boala Parkinson, de boli cardiovasculare și de boli hepatice. Având în vedere potențialul terapeutic deosebit al hESC-urilor, au fost generate mai multe linii de hESC-uri în întreaga lume. Una dintre provocările legate de hESCs a fost metoda de izolare a celulelor stem din embrionul uman, deoarece hESCs pot fi obținute numai din masa celulară internă (ICM) a embrionilor umani. Cercetătorii au raportat că ICM poate fi obținută fie din embrioni umani proaspeți, fie din embrioni umani congelați . Ulterior, au fost dezvoltate mai multe metode de izolare a MCI dintr-un singur embrion uman, printre care se numără disecția mecanică, în care MCI este izolată prin presiune mecanică . ICM poate fi, de asemenea, izolată prin utilizarea disecției cu laser și prin utilizarea procedurilor de imunochirurgie . Utilizarea unei proceduri de imunochirurgie pentru izolarea ICM prezintă diverse avantaje, dar și unele dezavantaje. De exemplu, procedura de imunochirurgie necesită medii de cultură care conțin ser de cobai; prin urmare, utilizarea serului de origine animală face ca tehnica de imunochirurgie să nu fie potrivită pentru generarea de linii hESC de calitate clinică. Într-o altă metodă, liniile de hESC pot fi izolate din ICM prin microdisecția blastocisturilor umane cu ajutorul unor ace fine. Biopsia asistată cu laser este, de asemenea, cea mai promițătoare tehnică pentru izolarea fără xeno din ICM . După izolarea ICM, celulele stem sunt cultivate pentru a genera CSE utilizând straturi de hrănire, matrici extracelulare, proteine, peptide și polimeri sintetici . Avantajele și dezavantajele diferitelor metode de izolare a ICM sunt rezumate în tabelul 1.

Izolarea ICM necesită distrugerea embrionilor umani, ceea ce a ridicat serioase probleme etice . Pentru a satisface problema etică, cercetătorii au demonstrat o abordare alternativă pentru a izola hESC dintr-un singur blastomer fără a ucide sau distruge embrionul uman. De exemplu, în timpul testării genetice preimplantaționale, biopsia embrionară purtând un singur blastomer poate fi obținută de la pacienți (; Klimanskaya et al., 2009). S-a raportat că 5 linii hESC au fost obținute cu succes dintr-o singură biopsie de blastomeri . Succesul obținerii de hESC de bună calitate depinde de calitatea blastocisturilor, de procedurile de izolare și de condițiile de cultură. S-a raportat că s-au obținut 2 linii de hESC din 4 blastociste, în timp ce doar 3 linii de hESC au putut fi izolate din 13 blastociste și, în unele cazuri, doar 3 linii de hESC au putut fi izolate din 58 de blastociste . Aceste diferențe în ceea ce privește izolarea liniilor de hESC din blastociste diferite se datorează în principal calității embrionilor și depind, de asemenea, de metoda de izolare a embrionilor și de protocoalele de cultură. De exemplu, în cazul în care un embrion este obținut printr-o metodă de fertilizare in vitro, atunci există o mare posibilitate ca embrionii să aibă o incidență ridicată a anomaliilor cromozomiale postzigotice, ceea ce poate da în cele din urmă o calitate slabă a hESCs .

La șoareci, celulele stem pluripotente pot fi, de asemenea, derivate din epiblastul embrionilor în stadiu post-implantare, cunoscute în mod obișnuit ca celule stem de epiblast. Aceste celule stem pluripotente prezintă caracteristici primare și depind în mare măsură de activarea căilor de semnalizare FGF și activină pentru auto-reînnoirea lor . În consecință, la șoareci au fost definite trei stări pluripotente distincte, și anume, stările de pluripotență naivă, primed și ground pluripotency.

2. Cultivarea celulelor CSEh cu sau fără celule de hrănire

După ce blastomerul este colectat, acesta este în mod normal cocultivat cu embrionul biopsie parental în mediu care conține fibronectină și laminină. Adăugarea de laminină în mediul de cultură este importantă pentru formarea de agregate asemănătoare celulelor stem embrionare (CSE). În plus, există rapoarte care sugerează că adăugarea de medii fără ser și de factori de creștere a fibroblastelor sporește proliferarea celulelor stem și împiedică celulele stem embrionare să se diferențieze . Am descris pe scurt diverse condiții de cultură care au fost utilizate pentru a îmbunătăți atât calitatea, cât și cantitatea generării de hESCs.

2.1. Mouse Feeder Cells to Grow hESCs

Celele de fibroblast embrionar de șoarece (MEF) sau celulele de hrănire de șoarece sunt considerate cele mai importante elemente pentru hESCs, deoarece MEF oferă condiții favorabile pentru creșterea și extinderea hESCs (figura 1). S-a raportat că MEF-urile sunt foarte importante pentru generarea cu succes a liniilor de hESC . În plus, toate liniile hESC timpurii au fost cultivate în medii care conțin factori de creștere și citokine secretate de celulele MEF, iar acești factori de creștere și citokine sunt necesari pentru a menține pluripotența celulelor stem. Deoarece MEF a fost derivat dintr-o sursă de șoareci, acesta a pus probleme serioase de etică sau de sănătate pentru hESCs. Mai mult decât atât, utilizarea de celule de origine animală poate transmite agenți patogeni infecțioși derivați de la animale la hESCs și face ca acestea să nu fie adecvate pentru utilizarea la om. S-a raportat că celulele MEF conțin particule virale care sunt capabile să infecteze hESCs în timpul culturii. În plus, unii cercetători au utilizat serul de bovine pentru a cultiva hESCs, dar utilizarea serului de origine animală poate transmite prion și virusuri animale în cultura de celule stem embrionare . S-a raportat că celulele și serurile de origine animală pot transmite viruși și alți agenți patogeni în celulele stem embrionare prin interacțiunea celulă-celulă în timpul culturii in vitro . În plus, aceste molecule patogene pot contamina întreaga cultură de hESC. În cazul în care HESC sunt contaminate cu astfel de agenți patogeni, problema contaminării poate persista chiar dacă HESC sunt transferate ulterior în condiții de cultură fără animale. O altă problemă legată de celulele de hrănire de șoarece și de serul/proteinele de origine animală este că acestea conțin, de asemenea, acid sialic neuman (Neu5GC), care poate reprezenta, de asemenea, o problemă gravă de contaminare a celulelor HESC. De exemplu, s-a raportat că acidul sialic de origine animală a pătruns metabolic pe suprafața celulară a hESC și a contaminat celulele stem embrionare .

Figura 1

Cultura de celule stem embrionare umane: celulele stem embrionare umane pot fi cultivate pe celule de hrănire a șoarecilor (MEF).

2.2. Celule de hrănire non-animale pentru cultivarea celulelor stem embrionare hESC

Pentru a evita produsele de origine animală și contaminările între specii, cercetătorii au dezvoltat medii de cultură care nu conțin componente de origine animală și, în același timp, au susținut creșterea și expansiunea celulelor stem embrionare. S-a raportat că celulele umane pot fi utilizate pentru cultura de hESC; de exemplu, celulele trompelor uterine umane, preputul fetal, mușchii și pielea fetale, celulele stromale hepatice fetale transgenice, măduva osoasă, cordonul ombilical, celulele placentare și celulele endometriale au fost raportate pentru a susține cultura și expansiunea celulelor stem. Dintre aceste celule umane, celulele stromale ombilicale umane oferă o sursă mai bună de celule de hrănire care pot fi, de asemenea, colectate printr-o metodă neinvazivă, în timp ce utilizarea straturilor de hrănire derivate din prepuț, fetus sau măduvă osoasă ridică unele probleme etice.

În afară de celulele de hrănire, liniile celulare umane oferă, de asemenea, o alternativă la celulele de hrănire de șoarece. Recent, mai multe linii hESC au fost derivate și propagate folosind o linie de fibroblaste de prepuț uman disponibilă în comerț . De asemenea, celulele endometriale s-au dovedit a fi eficiente pentru cultivarea in vitro a celulelor stem . O altă modalitate de a elimina riscul de contaminare cu agenți patogeni de origine animală este utilizarea straturilor de hrănire derivate din linia de celule stem umane . S-a demonstrat că factorul de creștere a fibroblastelor de bază (bFGF) este produs în mod endogen de către celulele de hrănire umane utilizate în cultura hESC (; Liu et al., 2014). Aceste celule de hrănire secretă, de asemenea, TGFβ și activina A, care sunt implicate în menținerea pluripotenței ICM . În ciuda faptului că are diverse beneficii, cultura hESC dependentă de celulele de hrănire are multe limitări; de exemplu, întreținerea straturilor de hrănire este laborioasă, cu prea multe variații între populațiile de celule de hrănire. Această disparitate poate afecta în mod negativ pretențiile hESC pentru aplicații umane.

2.3. Cultura fără hrănitori pentru cultivarea hESCs

Cum atât celulele hrănitoare animale cât și cele umane au limitări, cercetătorii au explorat și au conceput cu succes medii de cultură definite chimic pentru a cultiva hESCs, iar cel mai bun lucru la mediile definite este că nu conțin celule hrănitoare. Una dintre primele abordări încercate pentru mediile de creștere fără feeder a fost utilizarea proteinelor din matricea extracelulară împreună cu factori de creștere pentru a crea o condiție de cultură in vitro pentru proliferarea și reînnoirea celulelor stem (figura 2). Dintre aceste proteine, Matrigel a fost utilizat în principal în combinație cu factori de creștere sau mediu condiționat pentru a cultiva hESCs . În ciuda diverselor beneficii, s-a constatat că Matrigel are prea multe variații în compoziția sa, ceea ce a creat probleme pentru cultura hESC. Utilizarea Matrigelului ridică, de asemenea, probleme clinice, deoarece câteva loturi de Matrigel au fost raportate ca fiind contaminate cu virusul cu ARN monocatenar al șoarecilor – virusul de creștere a lactat dehidrogenazei . În afară de Matrigel, fibronectina, laminina și colagenul de tip IV au fost, de asemenea, candidați buni pentru cultura hESC fără xeno, iar celulele ar putea crește până la 20 de treceri . Referința a raportat că ICM derivat din placenta umană a fost utilizat pentru a cultiva hESCs și a constatat o stabilitate genetică puternică pentru 40 de treceri. Mai mult, HESC au fost, de asemenea, cultivate în medii de cultură fără xeno până la 80 de treceri .

Figura 2

Cultura de celule stem embrionare umane: celulele stem embrionare umane pot fi cultivate pe matrice extracelulară, cum ar fi Matrigel.

Îndoielnic, utilizarea mediilor definite chimic împreună cu proteine a îmbunătățit în mod semnificativ cultura de hESCs. În plus, diferite proteine și proteine recombinate au fost, de asemenea, utilizate pentru a îmbunătăți cultura hESC în condiții fără xeno. Printre acestea s-au numărat E-cadherina, E-cadherina/laminina 521 și inhibitori de kinază împreună cu bFGF, care sunt cunoscute pentru a provoca o proliferare robustă a celulelor stem în condiții fără xeno . Suprafața patului proiectată sintetic a fost, de asemenea, utilizată pentru a stimula cultura de celule stem (Melkoumian et al., 2010); de exemplu, s-a demonstrat că suprafața Corning Synthemax, o suprafață de acrilat sintetic conjugată cu vitronectină, îmbunătățește nu numai coloniile de hESC, ci și expansiunea celulelor stem (Kawase et al., 2014). Wu et al. au descris recent utilizarea unui nou material sintetic izolat din proteine de mătase de păianjen ca substrat adecvat pentru a stimula cultura hESC (Wu et al., 2014). Numeroase suprafețe sintetice pe bază de polimeri au fost, de asemenea, raportate pentru a susține creșterea și extinderea liniilor hESC (Melkoumian et al., 2010; Brafman et al., 2010; Villa-Diazet al., 2013). Lista diferitelor substanțe chimice utilizate pentru a îmbunătăți cultura de hESCs este prezentată în tabelul 2.

3. Potențialul multilineal al CSEH

Una dintre cele mai importante caracteristici ale CSEH este de a se diferenția în toate cele trei linii, cum ar fi ectodermul, mezodermul și endodermul (figura 3). Deoarece hESCs sunt celule stem pluripotente, acestea au capacități unice de a se diferenția în toate tipurile de celule corporale; de exemplu, hESCs pot fi diferențiate în neuroni, celule cardiace, hepatocite și celule musculare. S-a raportat că HESC-urile formează mai întâi corpuri embrioide care sunt structurate în principiu cu trei straturi germinative. Aceste corpuri embrioide sunt formate de hESC-uri pluripotente cultivate în cultură tridimensională (3D) și au exprimat markeri genetici pentru toate cele trei straturi germinale . HESC-urile pluripotente au o capacitate extraordinară de a se diferenția (tabelul 3) în celule suprarenale și keratinocite , celule producătoare de insulină , celule neuronale , celule cardiace , celule hepatice și organoizi de tip insuliță . Anumiți factori de creștere, cum ar fi acidul retinoic și factorii de creștere nervoasă, sunt utilizați pentru a induce diferențierea hESC-urilor în neuroni funcționali. Mai mult, anumiți factori de creștere specifici liniei de creștere sunt utilizați pentru diferențierea în cardiomiocite, hepatocite, mușchi scheletici, celule pancreatice și celule renale. Aceste celule diferențiate sunt, de asemenea, testate în vederea examinării funcționalității lor atât în condiții in vitro, cât și in vivo. Acest potențial multilineal al celulelor HESC s-a dovedit a fi vital pentru terapia bazată pe celule în vederea tratării diferitelor boli degenerative. Deși este ușor de diferențiat diferite tipuri de celule din hESCs, este dificil de obținut un număr mare de celule mature diferențiate pentru aplicații terapeutice. Pentru a obține celule diferențiate mari, mature și funcționale, mediile de cultură ar trebui să conțină factori de creștere specifici liniei. De asemenea, este important să se genereze cantități mari de celule din hESCs, deoarece acestea sunt necesare pentru transplantul de celule, iar acest lucru poate fi realizat prin cultivarea hESCs și a celulelor diferențiate într-un bioreactor în condiții de control .

Figura 3

Potențialul multilineal al celulelor stem embrionare umane: celulele stem embrionare umane pot fi diferențiate în trei straturi germinative, cum ar fi ectoderm, mezoderm și endoderm.

4. Testarea CSEH utilizând modele in vitro și in vivo

După o diferențiere reușită a CSEH în diferite tipuri de celule, următorul pas logic este de a examina dacă celulele diferențiate derivate au sau nu o anumită funcționalitate. Funcționalitatea celulelor stem și a celulelor diferențiate precursoare sau mature a fost examinată pe larg atât în condiții in vitro, cât și in vivo. Funcționalitatea neuronilor diferențiați, a cardiomiocitelor, a hepatocitelor și a altor tipuri de celule a fost testată în diferite modele animale . S-a constatat că transplantul de neuroni în modelul animal al bolii Parkinson a provocat o recuperare parțială a funcției . Transplantul de celule HESC și de celule diferențiate ale acestora a fost testat în modele animale de boli cardiovasculare, accident vascular cerebral, diabet și leziuni ale măduvei spinării. Dintre animale, rozătoarele mici, cum ar fi șobolanii și șoarecii, au fost o specie de alegere pentru a studia transplantul de celule. În plus, rozătoarele mici sunt accesibile fără efort și pot fi ușor de manipulat atât chirurgical, cât și genetic. În ciuda diverselor beneficii ale rozătoarelor mici, capacitatea experimentelor cu șoareci/ratoni de a prezice eficacitatea terapiei pe bază de celule stem rămâne controversată, deoarece multe modele de șoareci/ratoni nu reprezintă fenotipurile bolilor umane. Pentru a depăși această problemă, cercetătorii au început să lucreze pe animale de talie mare, care sunt apropiate de anatomia și fiziologia umană. Dintre animalele mari, câinii, caprele, oile și primatele neumane sunt considerate modele mai bune decât șoarecii/rațelele pentru testarea celulelor stem . Unul dintre principalele avantaje ale utilizării animalelor mari este durata de viață mai lungă a acestora, iar mulți parametri anatomici, fiziologici sunt mult mai apropiați de oameni . Deși aceste modele animale demonstrează livrarea eficientă a celulelor stem în țesuturile gazdă, recuperarea funcțională și comportamentală completă nu este încă realizată. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a dezvolta modele animale care să fie apropiate de bolile umane.

În ciuda acestor progrese în cercetarea în domeniul HESC, o provocare importantă a terapiei celulare bazate pe HESC este respingerea imunitară alogenă a celulelor derivate din HESC de către receptori . S-a constatat că, în decurs de o săptămână, toate celulele stem transplantate au murit din cauza răspunsului imunitar puternic al gazdei generat la animale. Pentru a opri moartea celulelor stem transplantate, animalele au fost injectate cu imunosupresoare pentru a suprima imunitatea declanșată de transplantul de celule stem. În mod surprinzător, atunci când animalelor li s-au administrat imunosupresoare sau medicamente precum tacrolimus și sirolimus, hESC-urile au putut supraviețui doar 28 de zile și au început să moară după aceea. Deși nu cunoaștem motivul pentru acest lucru, lipsa de înțelegere a interacțiunii celulă-celulă ar putea fi unul dintre motive. Este important să se testeze hESCs sau celule diferențiate în condiții in vitro înainte de testarea pe animale. Modelele in vitro oferă oportunități mai bune de a studia interacțiunea celulă-celulă, migrația celulară sau integrarea celulară într-un mod foarte detaliat, ceea ce poate fi foarte dificil de studiat pe animale. Această problemă ar putea fi atenuată de o descoperire recentă în tehnologia celulelor stem pluripotente induse (iPSC) prin reprogramarea nucleară a celulelor somatice specifice pacientului cu factori definiți, care ar putea deveni o sursă regenerabilă de celule autologe pentru terapia celulară. Un avantaj cheie al iPSC-urilor pentru terapia celulară umană este faptul că iPSC-urile specifice pacientului sunt autologe și, prin urmare, s-a presupus că celulele derivate din acestea pot fi transplantate la același pacient fără a fi îngrijorat de respingerea imunitară . Cu toate acestea, studii recente care au dezvăluit epigenetica anormală, stabilitatea genomică și imunogenitatea iPSC-urilor au ridicat probleme de siguranță cu privire la terapia bazată pe iPSC-uri .

5. Aplicații terapeutice ale hESCs

Ca urmare a faptului că hESCs reprezintă o mulțime de promisiuni pentru pacienții care suferă de boli degenerative, au fost făcute diverse încercări de a explora potențialul terapeutic la om. Obiectivul principal al terapiei pe bază de celule stem este de a reface sau de a repara celulele sau țesuturile pierdute sau deteriorate din organism. Pentru ca HESC-urile să fie adecvate pentru aplicații clinice, celulele stem derivate trebuie să fie fabricate în conformitate cu United States Food Drug Administration (USFDA), Current Good Manufacturing Practices (cGMP) și, respectiv, Guidelines for the Clinical Transplantation of Stem Cells . Substanțele chimice, reactivii, celulele, precum și mașinile și instrumentele utilizate în cultura de celule stem trebuie să fie supuse unor controale de siguranță și de sănătate, iar toate procesele de fabricație trebuie monitorizate și documentate în conformitate cu orientările cGMP. Dacă analizăm câte linii hESC utilizate în prezent respectă liniile directoare cGMP, veți constata că multe dintre liniile hESC nu vor respecta liniile directoare cGMP, deoarece multe hESC sunt expuse la componente animale imunogene sau patogene în timpul etapelor de izolare și propagare. Un alt motiv pentru care nu se respectă liniile directoare cGMP este faptul că majoritatea lucrărilor de cultivare a hESC au fost efectuate în laboratoarele universităților, multe dintre aceste laboratoare de cercetare nerespectând liniile directoare cGMP. Până în prezent, doar câțiva cercetători ar putea fi capabili să producă linii hESC în conformitate cu liniile directoare cGMP .

Considerând potențialele beneficii comerciale ale hESC, câteva companii de biotehnologie au fost, de asemenea, implicate în finanțarea cercetării în domeniul celulelor stem cu unicul scop de a comercializa produse din celule stem. Aceste companii au început să producă hESCs în condiții cGMP și au început să testeze celulele stem în cadru clinic. În 2009, Geron Corporation (o companie de biotehnologie cu sediul în California) a depus o cerere la FDA pentru a începe primul său studiu clinic folosind celule derivate din hESCs. Studiul clinic a fost demarat în octombrie 2010, în cadrul căruia 3 pacienți care sufereau de leziuni ale coloanei vertebrale au fost injectați cu 1,5 milioane de celule precursoare de oligodendrocite derivate din hESCs . Studiul a fost întrerupt în mod neașteptat și nu cunoaștem motivul, probabil pentru că rezultatele preliminare ale studiului au arătat că celulele derivate din hESCs nu au dus la nicio îmbunătățire notabilă a leziunilor coloanei vertebrale. În plus, FDA a aprobat, de asemenea, un alt studiu pentru utilizarea celulelor HESC în cazul degenerării maculare. O altă companie, Advanced Cell Technology, situată în Marlborough, Massachusetts, a demarat studii clinice folosind hESCs. Celulele au fost injectate la pacienții care sufereau de distrofia musculară Stargardt și de degenerescența maculară uscată legată de vârstă. Celulele epiteliale pigmentare retiniene (RPE) derivate din hESCs au fost utilizate . În cadrul studiului, celulele RPE au fost administrate la pacienți, iar după 4 luni de posttransplant, s-a constatat că pacienții au prezentat îmbunătățiri minore ale funcției vizuale, fără niciun indiciu de respingere imunitară sau vreun semn de formare de teratom . Celulele stem au fost, de asemenea, testate la pacienții cu diabet de tip I, unde pacienților li s-au administrat celule precursoare pancreatice .

6. Rezumat și concluzii

Celele stem embrionare umane au un mare potențial terapeutic pentru tratamentul diferitelor boli, cum ar fi cancerul, boala Parkinson, boala Alzheimer și diabetul. Atât studiile in vitro, cât și cele in vivo sugerează că există încă speranța că în viitor celulele stem embrionare vor oferi leacuri pentru diverse boli. Însă succesul terapiei pe bază de celule stem depinde de disponibilitatea unor celule mature și funcționale. Pentru a obține celule mature și funcționale, ar fi mai bine ca celulele stem să fie cultivate în condiții de cultură tridimensională (3D). Majoritatea liniilor hESC sunt obținute în condiții de cultură bidimensională (2D). Există câteva limitări în ceea ce privește utilizarea culturii 2D, deoarece celulele hESC care au crescut în condiții 2D nu reprezintă celulele umane din corpul uman, iar cele mai multe dintre hESC cultivate în condiții 2D se pare că mor imediat după transplantul celular; acele celule care au supraviețuit nu reușesc totuși să repare țesuturile corpului. Această problemă poate fi rezolvată prin cultivarea celulelor HESC în condiții 3D, unde celulele pot crește în trei direcții, iar șansele de supraviețuire a celulelor vor crește după transplant. Un alt aspect important de luat în considerare pentru o terapie de succes bazată pe celule stem este evaluarea riguroasă a celulelor derivate din celule stem pe modele animale înainte de a le testa la om. Integrarea celulă-celulă, comunicarea celulă-celulă, migrația celulară și funcționalitatea celulelor trebuie să fie evaluate temeinic pe modele animale, utilizând atât abordări de testare pe termen scurt, cât și pe termen lung. Problema legată de formarea de traume și de imunorejecție trebuie, de asemenea, să fie rezolvată prin dezvoltarea unor linii de celule stem care nu provoacă imunorejecție și nu formează tumori după transplant. Acest lucru poate fi realizat prin reducerea la tăcere a căilor genetice/moleculare care declanșează formarea de tumori și, respectiv, imunorejecția. În plus, terapia pe bază de celule necesită, de asemenea, multe celule mature, iar eforturile ar trebui, de asemenea, să se îndrepte spre izolarea unei cantități mari de celule stem și a precursorilor acestora prin introducerea unei noi abordări și metodologii inovatoare. În cele din urmă, celulele stem embrionare embrionare umane reprezintă încă o mare promisiune pentru tratamentul diferitelor boli degenerative, precum și pentru aplicații de diagnosticare.

Conflicte de interese

Autorii declară că nu au interese concurente.

Contribuțiile autorilor

Acest manuscris este aprobat de toți autorii pentru a fi prezentat.

Recunoștințe

Autorii sunt recunoscători întregii conduceri a Institutului pentru Cercetare și Consultații Medicale (IMRC), Universitatea Imam Abdulrahman Bin Faisal, Dammam, Regatul Arabiei Saudite, pentru sprijinul și încurajarea lor.

.