Progress in stem cell research: practical application in developmental neurotoxicity studies, drug testing and regenerative medicine.

Celem tej pracy przeglądowej jest próba spojrzenia na komórki macierzyste nie tylko przez pryzmat ich aktualnej charakterystyki ale także przez potencjalne możliwości zastosowania poszczególnych typów komórek macierzystych w medycynie regeneracyjnej, farmakologii i toksykologii. W pracy opisano nie tylko pozytywne efekty wykorzystania komórek macierzystych ale także zagrożenia z tego zastosowania wynikające. W pracy skupiono się na indukowanych, pluripotencjalnych komórkach macierzystych (z ang. induced Pulripotent Stem Cells; iPSCs), które stanowią obiecującą alternatywę dla komórek macierzystych. Wymieniono m.in sposoby otrzymywania iPSCs oraz korzyści i zagrożenia płynące z ich wykorzystania.Opisano zjawisko neurotoksyczności rozwojowej, jej przyczyny oraz skutki, skupiając się na możliwościach wykorzystania iPSCs podczas testów neurotoksyczności in vitro różnych związków chemicznych. Przedstawiono także zastosowanie iPSCs w farmakologii podczas badań przesiewowych leków. Zwrócono szczególną uwagę na najnowsze sposoby wykorzystania niezwykłego potencjału macierzystych komórek, w tym także iPSCs, w medycynie regeneracyjnej i modelowaniu chorób (autyzm, dystrofia mięśniowa Duchenna, syndrom Timotego). Na końcu opisano możliwości różnicowania komórek macierzystych w komórki podobne do komórek β trzustki i potencjalnym ich wykorzystaniu w leczeniu cukrzycy typu I.Niniejsza praca pokazuje, że pomimo szerokiego zastosowania komórek macierzystych w klinice, farmakologii czy toksykologii upłynie jeszcze wiele czasu zanim będziemy mogli w pełni poznać ich ogromny potencjał. Mimo, iż zastosowanie komórek macierzystych przynosi ogromne korzyści, nie brakuje kontrowersji, wynikających głównie z etycznej strony dotyczącej ich stosowania. Dlatego konieczne jest prowadzenie dalszych badań, pozwalających na pozyskiwanie i wykorzystanie komórek macierzystych w sposób humanitarny, zgodny z etycznymi poglądami na temat ludzkiego życia.

The aim of this review is to try to look at stem cells not only through the prism of their current characteristics, but also through the potential application of specific types of stem cells in regenerative medicine, pharmacology and toxicology. The paper describes not only the positive effects of using stem cells, but also the dangers of this application. The manuscript focuses on induced Pulripotent Stem Cells (iPSCs), which are a promising alternative to stem cells. Among others, it is demonstrated methods of obtaining iPSCs and the benefits and risks of using them.Additionally, the phenomenon of developmental neurotoxicity, its causes and effects are presented, focusing on the possibilities of using iPSCs during in vitro neurotoxicity tests of various chemical compounds. The use of iPSCs in pharmacology during drug screening is also presented. Particular attention was paid to the latest ways of using the remarkable potential of stem cells, including iPSCs, in regenerative medicine and disease modeling (autism, Duchenne muscular dystrophy, Timothy's syndrome). Finally, the possibilities for the differentiation of stem cells into pancreatic β-cell-like cells and their potential use in the treatment of type I diabetes mellitus are described.This work reveals that despite the extensive use of stem cells in clinics, pharmacology and toxicology, it will be a long time before we can fully understand their tremendous potential. Although the use of stem cells brings great benefits, there are lots of controversy, mainly due to the ethical side of their use. Therefore, further research is needed to use stem cells in a humane manner, in line with the ethical views on human life.