Talking Stem Cells Student pack master
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Talking Stem Cells Student pack master

on

  • 363 views

Student

Student

Statistics

Views

Total Views
363
Views on SlideShare
357
Embed Views
6

Actions

Likes
0
Downloads
7
Comments
0

1 Embed 6

http://regenerativemedicinescotland.blogspot.co.uk 6

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Talking Stem Cells Student pack master Talking Stem Cells Student pack master Document Transcript

    •  
    • Fact t Shee – Wha et 1 – at are e Stem lls m CelStem cells s are stirring up great exc citement in m medical rese earch. What are they and d why are scientists so intrigued by them?  What ar re stem cells? The huma an body is made up of ab bout 200 diff ferent kinds o of specialised cells such aas muscle ce ells, nerve cells, fat cells and skin cells. All specialis sed cells orig ginate from s stem cells. A stem cell is aa cell that is not yet specialiseed. The proceess of specialisation is ca lled differentiation and oonce the diffferentiation pathway of a a stem cell has been decided, it can no longer b ecome another type of c cell. Different types of stemm cells have different lev vels of poten ntial. A totipo otent cell has s the capacitty to form ann entire org ganism includ ding the emb bryo and the e placenta. Human develo opment beg ins when a s sperm fertiliz zes an egg and creates a s single totipot the first hours after fertilization, this  cell divides into identica tent cell. In t al totipotentt cells. Appro oximately four days afte r fertilizationn and after several cycles s of cell divis sion, these totipotentt cells begin to specialize e. A stem ce ell that can become every y type of celll in the body y including a new embryo o and placenta is called  t. A stem celtotipotent ll that can be ecome every y type of cell in the body, apart from  a new embryo and the placenta, is called pluripotent and d a stem cell  that can bec come only sp pecific group ps of cells is c called multipote ent.    Where are stem cells foun nd? Stem cells s are found in the early eembryo, the f foetus, amniotic fluid, th he placenta a and umbilica al cord blood. After birthh and for the e rest of life, stem cells c ontinue to re eside in man ny sites of thee body, incluuding skin, ha air follicles, b bone marrow w and blood, brain and sp pinal cord, th he lining of the nose, gut t, lung, joint fluid, muscle e, fat, and mmenstrual bloood, to name e a few. Factsheet t 1 – What a are Stem Cells? Pa age 2  
    • In the growing body, stem cells are responsible for generating new tissues, and once growth is complete, stem cells are responsible for repair and regeneration of damaged and ageing tissues.  Stem cells can be divided into two broad groups: adult stem cells (also known as tissue specific stem cells) and pluripotent stem cells (including embryonic stem cells and iPS cells). Adult stem cells are derived from, or resident in, adult tissues, and can usually only give rise to the cells of that tissue. Thus they are considered multipotent. Embryonic stem cells, derived from a small group of cells in the early embryo (5‐7 days), are undifferentiated and are considered pluripotent as they can become every type of cell in the body apart from the placenta. Recently, scientists discovered that a mature fully specialised cell, for example a human skin cell, could be induced in the right conditions to mimic the characteristics of an embryonic stem cell. These are known as induced pluripotent stem cells (iPS cells). Why are stem cells so different? Stem cells are different from other cells in the body in three main ways: 1. Stem cells are unspecialised. They have not developed into cells that perform a specific function.  2. Stem cells can differentiate. This means they can divide and produce cells that have the potential to become other more specific cell types, tissues or organs. These new cells and tissues are used to repair or replace damaged or diseased cells in the body. Once cells have differentiated, they have less capacity to form multiple different cell types, and become ‘committed’ to becoming a particular cell type. Skin stem cells, for example, give rise to new skin cells when needed, to assist regeneration after damage and as part of the normal ageing process.  3. Stem cells are capable of self‐renewal. Stem cells are able to divide and produce copies of themselves which leads to self‐renewal. Once a cell has become specialised (has differentiated) to a particular tissue or organ, it has a very limited capacity to selfrenew (produce new stem cells) but instead produces only cells relevant to that organ.   Factsheet 1 – What are Stem Cells? Page 3  
    • Fact Sheet 2 – Types of Stem Cells The body is made up of about 200 different kinds of specialised cells such as muscle cells, nerve cells, fat cells and skin cells. All specialised cells originate from stem cells. A stem cell is a cell that is not yet specialised. The process of specialisation is called differentiation and once the differentiation pathway of a stem cell has been decided, it can no longer become another type of cell. A stem cell that can become every type of cell in the body is called pluripotent whilst a stem cell that can become only some types of cells is called multipotent. Stem cells are found in the early embryo, the foetus, placenta, umbilical cord, and in many different tissues of the adult body. Stem cells are often divided into two groups: Adult Stem Cells (also referred to as tissue specific stem cells) and pluripotent stem cells (including embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells). Tissue specific stem cells are derived from, or resident in, fetal or adult tissue, and can usually only give rise to the cells of that tissue, thus they are considered multipotent. Embryonic stem cells, derived from a small group of cells within the very early embryo, and their new counterpart induced pluripotent stem (iPS) cells are considered pluripotent as they can become every type of cell in the body. Adult Stem Cells Adult stem cells are undifferentiated cells found in the tissues and organs of the body.  They are capable of self‐renewal. Their differentiation is mainly restricted to forming the cell types of that tissue or organ. The chief role of tissue specific stem cells is to maintain and repair the tissue in which they are found. Skin stem cells, for example, give rise to new skin cells, ensuring that old or damaged skin cells are replenished. It now appears that all tissues probably contain adult stem cells. Most tissues contain only tiny numbers of stem cells. The exception is bone marrow and umbilical cord blood which contains relatively high numbers of stem cells. In each tissue, adult stem cells are used to produce new mature cells as old ones die in the natural processes of ageing. They may also be activated by disease or injury. Due to their small numbers isolation of adult stem cells is difficult but they have been successfully isolated from the brain, bone marrow, blood, muscle, skin, lung, pancreas and liver. To date the majority of research has been carried out on haematopoietic stem cells isolated from bone marrow and umbilical cord blood and on mesenchymal stem cells which can also be sourced from the bone marrow and some other tissues. Mesenchymal stem cells are the stem cells that form our fat, muscle, bone and cartilage and they can also differentiate into nerve cells. Haematopoietic stem cells  are the stem cells from which all blood cells and many of the cells of our adult immune system are derived. These are the stem cells with the longest history of clinical use in treating disorders such as leukaemia via bone marrow transplants. There has recently been much interest in whether haematopoietic stem cells can be caused to differentiate into non blood cells, such as heart muscle cells or even nerve cells. Mesenchymal stem cells  can be found in the bone marrow but are also found in several other sites in the body such as the placenta. Mesenchymal stem cells are particularly interesting to researchers because in addition to their capacity to differentiate into the multiple cell types listed above, they also have anti‐inflammatory and immune‐suppressing properties. This means that mesenchymal stem cells could be useful as therapies for diseases caused by immune attack on specific tissues. Umbilical cord blood stem cells  are a type of tissue specific stem cell. Blood can be collected from the umbilical cord of a newborn baby shortly after birth. This blood is rich in haematopoietic stem cells that can be used to generate blood cells and cells of the immune system. Cord blood stem cells may be used to treat a Factsheet 2 – Types of Stem Cells Page 4  
    • range of b blood disorders and imm mune system  conditions ssuch as leuka aemia, anaem mia and autooimmune diseases. Once collectted, cord blo ood can be st tored in a cord blood ban nk for future  e use as a pot tential sourc ce of stem cells s for transpla ant. Pluripo otent Ste em Cells Embryo onic Stem m Cells Discovereed in the mou and in huma ns in 1998, h use in 1991 a human embr ryonic stem c cells (hESCs) are the mos st primitive type of stem m cell and can n replicate a nd generate every cell ty ype of the hu uman body.  Human em mbryonic ste em cells are dderived fromm human blastocysts (ear rly stage emb bryos) that aare five to seven  days old. In the e UK these bblastocysts ar re donated f for research with consent  fro om patients w who have co ompleted treeatment for iinfertility, annd have surplus  em mbryos. At th his stage of d development t the blastocyyst is a hollo ow ball of abo out  1550 cells and nno bigger thaan a pinhead. Figure 1 de emonstrates the different  parts of the bla astocyst, sho owing that next to a large e internal cavity (C), is a  sm mall group of  f approximately 30 cells ccalled the inn ner cell mass s (ICM). The  ouuter layer is t the trophectoderm (T).  The inner cell m mass is what t ultimately b becomes the e embryo, an nd the Figure 1 ‐ H Human Blastocy yst  tro ophectodermm becomes the placenta. The inner ce ell mass cells s are able to  de evelop into a ny type of ceell in our bod dy and can coontribute to all the cells and tissues of the adult or rganism. The ese types of c cells are calle ed pluripotent and it is th ency that makes  his pluripotethem of innterest to research and t therapy. Embbryonic stemm cells are isoolated from tthe blastocyst when the inner cell mass is removed and cultured in thee laboratory. During this process the  blastocyst iss destroyed.Once the cells have be een isolated they can be  grown continuously in a a laboratory  culture dish that containns a nutrient‐rrich culture m medium. As tthe stem cel ls divide andd spread over the surface e of the dish some are removed to populate fresh subcul ltures to form m a stem cel ability to keep  ll line. Because these cellls have the adividing (s self‐renewing), large nummbers of em bryonic stem m cells can be e grown in th he laborator ry and also frozen forr future use. Therefore, e established hhESC lines caan be maintained in labor ratories for r research, shaared between researchers and maybe u ultimately ussed in cell‐ba ased therapies. Somatic c Cell Nuc clear Tran nsfer (SCN NT) or Therapeutic c Cloning SCNT refe ers to the rem moval of a nuucleus, which h contains thhe genetic mmaterial or DNNA, from virttually any ce ell of the body and its trans sfer by inject tion into an uunfertilised eegg (oocyte) from which  the nucleus has also bee en removed. The newly r reconstitutedd entity is th en stimulate ed to start dividing. After r 5‐7 days in culture, embryonic stem cells can then be removed an nd used to cr reate many e embryonic st tem cells in c culture. Thes se  ines are geneembryonic stem cell li etically identtical to the c cell from which the DNA w was originally removed.SCNT may y have applic cations in the f embryonic stem cells w e creation of which can the en be used fo or the developm ment of patient‐ and diseaase‐specific c herapies as w cell‐based th well as the prroduction of f stem cells wwith specific di isease characteristics for r research pu urposes. The use of a pat tients own ccells for tissue replaceme ent through SSCNT may ov vercome the problem of iimmune reje ection that is s a major commplication of f tissue or or rgan transplanttation today y.  SCNT is co ommonly ref ferred to as t therapeutic ccloning. The word ‘clonin ng’ often connjures up images of cloni ing an individ dual (reprodu uctive cloning) such as th he process ussed to create e Dolly the sh heep. Using SCNT to creaate a Factsheet t 2 – Types o of Stem Cells age 5 Pa 
    • human em mbryo to impplant into a u uterus is illeg gal in the UK K and many pparts of the w world. The sc cientific communit ty overwhelmmingly rejectts reproduct tive cloning, but SCNT ma ay provide an n invaluable tool for basic research. However, w whilst the technology has  been proven in many sp yet to produ pecies it has y uce a stem ce ell  mans. A major breakthroline in hum ough occurre ed in November 2007 wh hen a group o of scientists reported tha at they had ssuccessfully extracted stem cells from m monkey embryos gene erated by SC CNT. Induced d Pluripotent Stem m Cells (iP PS) In Novem mber 2007, a significant development  occurred wh hen scientist ts announceed they had d developed a new techno ology to cause mature human cells to resemb ble pluripote ent stem cells s similar in m many ways too hESCs. These reprogram mmed cells aare referred t to as induced d pluripoten nt stem (iPS) cells. Initially iP PS cells were generated u using viruses  to geneticallly engineer mature cells to acchieve a pluripotent statu us. The purp pose of the viirus was to innsert  F Figure 2 ‐ Human iPS Cellsreprogram mming genes s into a cell s such as a skinn cell and the en culture th he cells in the labora atory for 4‐5 weeks after r which a sm all number o of iPS cells be egin to appe ear. However r technologiees for reprog gramming ce ells are moving very quic kly and resea archers are n now investig gating the use of new methods t that do not rremain in the e cells causin ng permanen nt and poten ntially harmfuul changes. T These new technolog gies currentlyy utilise diffe erent types o of non‐integrrating viruses and chemic cals and sma all moleculess. Similar to SCNT, this technology allows scientiists a new method of creating disease ed cells for r research by uusing mature ce ells from a pa atient with a a genetic dise ease, such ass Huntingtonn’s disease, a and turning t those cells in nto iPS cells. S Such diseasee‐specific stem cells may  enable diseaase investiga ation and druug developm ment offering g a unique op pportunity too recreate booth normal aand diseased human tissu ue formation n in the laboratory. iPS technolog gy also has th he potential to produce ggenetically id dentical “pat tient specific c” embryonic c stem cell‐like lines that would be re ecognised as “self” and n ot rejected bby the patien nt they were e made from. However th here is much to o be underst tood before tthis could be e achieved. Whilst the e discovery o of iPS cells is a significant t breakthrou ugh in the field of reprogrramming, the use of iPS c cells in the clin nic is many ye ears away ‐ if it occurs at t all ‐ as seve eral significan nt hurdles neeed to be overcome. It is s still unclear ho ow genetically stable or safe iPS cells s will be for ppotential clin nical use. Moore research needs to be e done into o induced pluuripotent stem cells to di scover if the ey will offer t the same equ uivalent rese earch value a as embryonic stem cells. . Having only y recently disscovered the ese cells, scie entist are yet t to confirm if iPS cells ha ave  y to divide anthe ability nd remain ch hromosomal ly stable like e embryonic stem cells ov ver a long pe eriod of time e. Factsheet t 2 – Types o of Stem Cells Pa age 6  
    • Fact t Shee et 3 – Umbi ilical C Cord Blood d Stem m Cell ls Umbilical cord blood i is a rich sour rce of stem c cells that are a type of adult stemm cell. With t the consent of the paren nts, blood can be collected from the um mbilical cord of a newbor rn baby short tly after  s does not hubirth. This urt the baby or the moth her in any wa ay, and it is blood that would othe erwise be disscarded as bbiological wasste along with the pplacenta (anoother rich soource of stem m cells) after the birth. Umbilical cord blood s stem cells arre haematop poietic stem ccells similar to those foundd in the bone e marrow, wh hich can be uused to generate red blood ce ells and cells of the immuune system. Cord blood stem cells may even have th he potential  to generate other non‐b blood cell typ pes but more e research is required. Cord bloood stem cells are currentl ly used to tre eat a range o of blood diso orders and immmune systeem condition ns such as le eukaemia, annaemia and aautoimmune e diseases. Th hey are used largely in th he treatment t of children but have also started bein ng used in ad dults followinng chemothe erapy treatm ment. Umbilic cal cord b blood banking in th he UK Blood fromm the umbilical cord is riich in stem c cells and can be collected d stored in a  cord blood  d at birth andbank until it is require ed by a patient. Cord bloood can be freeely donatedd to the publlic cord  bloo od bank where it is availabl le to any individual who needs it and d is the correct tissue  ma atch; or a priv vate bank foor the exclusi ive use of thaat donor for a fee. Public c cord bloo od banking. In the UK the public coord blood ba ank is run by  the NH. By d donating you mbilical cord blood it can then  ur child’s umbe used fo or a potentia ally lifesaving g transplant  for a patient t in need. A p patient requ iring a stem cell transpla ant would be treated with h stem cells f from the sammple most closely matching their own n tissue type e. Along withh this strong network, the p process undertaken by th he public ban nking system ensures rigo orous screenning procedu ures. There are e now over 3000,000 units s registered w worldwide fo or public use, increasing t the chances that a suitab ble unit will b be found whe en needed. T There is no c ost involved for the donation to a puublic cord blo ood bank.  For more information see http://w www.nhsbt.n nhs.uk/cordb blood/ Private e cord blood bankin   ng There is a also the option to store c cord blood in n private cord blood banks. Private coord blood coollection and storage seervices are generally available across s UK for an upfront cost a and yearly fe ees.  Unlike p public cord b blood banking, tthe cord bloood stored in private bank ks can only b be released for the exclussive use of th he donor. However it is worthwhile noting that if the do nor developed a blood c cancer such aas leukemia a and requiredd a transplantt in the futur re, their own n stored cord d blood may not be ideal as there is a troducing the  a risk of reintdisease. Informatio on on private banks can be found by y asking your r doctor or th nline search.  hrough an onSaviour r Siblings Controver rsy has arisen over the practice of ge enetically selecting embryos created  during infert tility treatme ent, for the puurpose of using the donor babys cord d blood to tr reat a matched ill sibling.. In this procedure, genet tic testing is performed t to ensure thaat the embryyo will provid de cord blood devoid of t the genetic ddefect afflicting Factsheet t 3– Umbilic cal Cord Bloo od Stem Cel lls Pa age 7  
    • the sibling, but which matches the siblings genetic  make up. The donor baby in this case is sometimes referred to as a savior sibling.  The first saviour sibling to be born in the UK was in 2010. A Norfolk couple this technology to have a second child who was free of a genetic condition. Cord blood from this child was used to treat the affected sibling. As a result of this selection process carried out at an IVF clinic, the woman started her pregnancy knowing that her baby was free of genetic conditions and would be a potential tissue donor for her existing daughter. More information here: http://www.bbc.co.uk/news/health‐12055034Factsheet 3– Umbilical Cord Blood Stem Cells Page 8  
    •  Fact t Shee et 4 uced PluriIndu ipotent Ste em Cells ( (iPS c cells)Stem cell science is ann extremely f fast moving ffield of resea arch with new breakthro oughs being reported alm most daily. This s swiftly chan nging landscape has seen n many different stem ce ell types and  technologiees capture popular immagination including embryonic stem m cells (ES ceells), tissue st tem cells andd cord bloodd stem cells. Currently attracting a lot of public c attention a re some rece ent breakthr roughs in the programming  e areas of repand in parrticular the d discovery of a way to ma ke a new ste em cell type which have b been named d induced pluripotennt stem cellss (iPS cells).  Reprog gramming g The term reprogramm ming is often used to refe er to techniques developed by scient tists to chang ge the developmmental potential or fate oof a cell.  The e objective off reprogrammming is to ta ke a definedd cell from th he body (som matic cell), su uch as a skin cell, and connvert it to m more primitive e stem cell w which would be capable o of developin ng into anoth her cell type such as a heeart or blood cell.   Induced d Pluripotent Stem m Cells In Novemmber 20071, 2a a significant d developmen nt occurred w when scientis sts announce ed they had developed a a new technnology to cause mature h human cells  to resemble e pluripotent stem cells s similar in many ways to hESCs by altering the gene activity y within the  cell. These re eprogramme ed cells are r referred to as induced pluripoten nt stem (iPS) ) cells.   PS cells were generated uInitially iP using viruses  to genetical lly engineer mature cells s to achieve a a pluripotentt status. The purpose of the viru us is to insert reprogramming genes  into mature cells such as skin cells. The cells are then gro own in the la aboratory for r several weeks aft ter which a small number of iPS cells  begin to app pear. However technologies ramming cellls are moving very  s for reprogrquickly an nd researche ers are now investigating  the use of n new methods t that do not u use viruses w which can ca use permanent and  Figure 3: iPS C Cell Colon potentially harmful ch hanges in thee cells. What co ould iPS c cells offer   r? If they ar re able to be made safely y, and on a la arge scale, iP PS cells could d possibly havve the same therapeutic c potential as any form of pluripote ent stem cell,, providing a source of ceells for replac cement and regeneration after dammage due to d disease, injur ry, congenitaal (birth) def fects or norm mal ageing.  This techn nology also a allows scientists a new m method of cre eating diseas se specific ce ells for research by creatiing iPS cells fr rom the adult cells of a p patient with a a genetic dis sorder, such as Huntingtoon’s disease. . Studying th hese                                                             1  Yu J, Vody yanik MA, Smmuga‐Otto K, AAntosiewicz‐Bo ourget J, Franne JL, Tian S, N Nie J, Jonsdotttir GA, Ruotti V V, Stewart R, Slukvin II, T Thomson JA. IInduced plurippotent stem c cell lines deriv ved from human somatic ce ells. Science, 2 2007, vol 318, pp1917‐2. 2  Takahashhi K, Tanabe K,, Ohnuki M, N Narita M, Ichis saka T, Tomod da K, Yamanak ka S.. Inductio on of pluripoteent stem cells from adult huma an fibroblasts s by defined fa actors. Cell. 20 007, vol 131(5 5), pp861‐72.Factsheet t 4 – Induced Pluripoten nt Stem Cell ls (iPS Cells) ) Pa age 9  
    •  disease specific stem cells may improve our understanding of certain diseases, and assist in the development and testing of new drugs.  iPS cell research also has the potential to produce patient specific, genetically identical,  stem cells that would would be recognised as self by the patient’s immune system and not rejected Will iPS cells replace the need for human embryonic stem cells?  The discovery of iPS cells has been celebrated among scientists, ethicists and politicians alike and one day may potentially eliminate the need for embryos in stem cell research or therapy.  However much is still unknown about these cells and more research needs to be done into iPS cells to discover if they will offer the same research value as embryonic stem cells and if they will be as useful for therapy. Safety is the major concern at this point as the cells are made using various genetic engineering technologies making them unsuitable for use in humans. However, much progress is being made towards safer mechanisms to make iPS cells. Like embryonic stem cells, iPS cells can form every cell in the body including cancerous cells. Therefore the same stringent requirements on ensuring that cells are fully differentiated before being used in a therapy would apply to iPS cells and hESCs. Factsheet 4 – Induced Pluripotent Stem Cells (iPS Cells) Page 10  
    •   ell TimelineStem Ce Page 11  
    •  Types of stem cells ‐ jumbled task The following table outlines the types of different stem cells and provides information about each one. The only  problem is that the information is all jumbled up. Cut out the row and column headings and paste them into your  workbook. Next, cut out each information cell and place it under the correct column and in the correct stem cell row. Arrange  the cells in your book first and check your work before you paste them down. Type of stem cell Where do they The cells they Scientific Drawbacks of come from> are able to make advantages of these stem cells these stem cells           A)  Pluripotent   B) Due to the   D) Small numbers   C) Usually only the   E) Any cell in the  stem cells  pluripotent nature   found in tissue,   type of cells or   body E.g. embryonic  they also carry a  difficult to locate.   tissue that it is  stem  cells (ESC),  risk  of cancer if not   derived from  Usually only  induced   treated properly   generates the cell  pluripotent stem   before transferred  types of the tissue (iPS)  cells, somatic  to  a patient.     in  which they are cell  nuclear  As ESCs are not   found. transfer  patient specific   With the exception (SCNT) stem cell     treatments using   of  cord blood and    them may trigger   bone marrow only    rejection by the   small numbers are    patient’s immune   found in tissue,    system.  difficult to locate.    Only generate the    cell types of the   tissue in which they   are found. Usually   difficult to grow   outside the body in   large numbers.            F) Multipotent   G) Can be grown in   H) They are capable   I) ESC – Derived  J) Undifferentiated   adult stem cells  large quantities in   of limited  from  human  cells found in  E.g. cord blood  the laboratory. Can   selfrenewal. Use in   blastocysts  (early  tissues and  organs cells,  adult stem  be manipulated to   research is less   stage  embryos) cells such  as skin  grow into different   controversial. No   about  5–7 days old. stem cells,  muscle  cell types in the   tissue rejection if   iPS cells – derived  stem cells  laboratory.   cells derived from   from      iPS and SCNT –   the patient.  reprogrammed    these cells are an   somatic cells, such    identical match to   as a skin cell.   the somatic cell   SCNT stem cells   –   donor and can be   derived from    used to study   cloned blastocyst    disease and avoid   made from a    immune rejection  reprogrammed   somatic cell and   enucleated eg Types of Stem Cells Page 12  
    •  Evaluation questions 1. Based on the information you found, which stem cells do you think are the most versatile? Explain why.         2. In your opinion, which stem cell type has the most drawbacks associated with its use in the scientific field?  Explain why.         3. In regards to how stem cells are obtained, explain which stem cell type you would feel most comfortable  using if you required the assistance of stem cells to cure a disease Types of Stem Cells Page 13  
    •  Find out more Disease     Who are affected         What cures/   treatment can we   offer today?           How do scientists   think stem cells   might help           What type of stem   cell and why?             How do they hope   to use the stem   cells?           When do they   think they will be   able to offer a   treatment/cure?         What problems do   they scientists   have to   overcome?           Find out more Page 14  
    •  Fact or Fiction For each statement state wheter it is ‘fact’ or ‘fiction’. For each statement briefly explain the scieince. If it is fiction, briefly explain why: Statement Fact of fiction? Explain1. Stem cells can give rise to every cell in the   body.            2. All stem cell reearch destoys embryos              3. A pluripotent stem cell can give rise to every   cell in the body, excpt for placental cells.            4. Tissue stem cells come only from adults                5. IVF embryos cannot be made just to produce   stem cells.              6. Spare organs can be grown in a dish                 Find out more Page 15  
    •  Common acronyms and glossary ART  Assisted reporductive technology    ICM  Inner cell mass ASC  Adult Stem cell    IVF  In Vitro Fertilisation CIRM  California Institute for Regenerative    hESC  Human embryonic stem cell  Medicine EMA  European Medicine Agency    iPS  Induced Pluripotent Stem ESC  Embryonic Stem Cell    MHC  Major histocompability complex FDA  Food & Drug Administration    MHRA  Medicines and Healthcare products  Regulatory agency GvHD  Graft vs host disease    MSC  Mesenchymal stem cells HLA  Human leukocyte antigen    NIH  National Institutes of Health Adult stem cell (also known as tissue stem cell) means undifferentiated cells found in the tissues and organs of the body. They are capable of self‐renewal. Their differentiation is mainly restricted to forming the cell types of that tissue or organ. The chief role of adult stem cells is to maintain and repair the tissue in which they are found. Allogeneic transplantation is a cell, tissue or organ transplant from one individual to a genetically different person. Autologous transplantation is a cell, tissue or organ transplant from one individual back into the same individual. Such transplants are often performed with blood products or bone marrow and do not induce an immune response and are not rejected. Blastocyst is an early stage embryo about 5–7 days post fertilisation containing about 150 cells and is the size of a pinhead. A blastocyst consists of two types of cells: the inner cell mass cells, from which embryonic stem cells are derived and which gives rise to all the organs and tissues of a future embryo and foetus; and the trophoblast which forms a portion of the placenta. Cell based therapy is a treatment that involves stem cells being induced to differentiate, or develop, into specific cell types required to repair or rebuild depleted cell populations or tissues. Cellular differentiation is when an unspecialised cell becomes specialised into a specific cell type. Cell division is the process by which one cell divides into two cells, thereby increasing the cell population. Differentiation is the process whereby an unspecialised (undifferentiated) cell develops into specialised cells such as those in the liver, brain or heart. Efficacy is the capacity to produce an effect. Embryo is the conceptus developed from the fertilized egg (zygote) until it becomes a foetus, which in the human, is approximately eight weeks later. Embryonic stem cells come from a 5–7 day old blastocyst (early embryo). They have the ability to form virtually any type of cell found in the human body, but are not capable of developing into a whole new organism. Ethics Committees review all aspects of a proposed research project and determine whether the proposed research is ethical. Research involving animals, humans or human tissue require ethics approval. If the Committee do not think it is ethical, they can stop the scientist from performing his or her research.  Common Acronyms and Glossary Page 16  
    •  Foetus is the conceptus that follows the embryo stage and develops till birth and displays the characteristics of the adult species. Graft vs host disease (GvHD) is a complication that can occur after a bone marrow transplant in which the newly transplanted material attacks the transplant recipient’s body. Haematopoietic stem cell (HSC) is a type of cell that make blood cells, it is the parent cell or ‘precursor’ of mature blood cells and are found in adult bone marrow, umbilical cord blood, peripheral blood and foetal liver. HTLV-1 – Human T‐Lymphotropic Virus Type I (HTLV‐1) is a human RNA retrovirus that causes T‐cell leukaemia and T‐cell lymphoma in adults and may also be involved in certain demyelinating diseases, including tropical spastic paraparesis. Induced pluripotent stem cells (iPS cells) are derived from mature/differentiated cells of the body by reprogramming through genetic manipulation, to which resemble the pluripotent embryonic stem cells. The reprogramming technology is changing rapidly. In vitro fertilisation (IVF), achieved outside the body, is an assisted reproduction technique where the egg cell and the sperm cells are brought together in a dish (i.e. in vitro), so that the sperm can fertilise the egg. The fertilised egg, a zygote, will form the embryo which can then be implanted into the womb for establishing pregnancy. Mesenchymal stem cell is a type of adult stem cell found in several tissues of the body including bone marrow and the placenta which can give rise to a number of tissue types such as bone, cartilage, fat tissue, and connective tissue. Mesenchymal stem cells have shown promise for treatment for a number of diseases. Multipotent is the potential of an individual stem cell to develop into a restricted number of (but not all) types of cells. Adult stem cells are examples of multipotent stem cells. Peer review is the process of subjecting an author’s scholarly work, research, or ideas to the scrutiny of others who are experts in the same field. Pluripotent is the ability of the stem cell to develop into many types of cells in the body. ES and iPS cells are examples of pluripotent stem cells. Precursor cell is a cell that gives rise to other cells. A precursor cell is less specialised than other cells. If a painting was a specialised cell, the precursor cell would be the canvas. Progenitor cell is a transitional form of stem cell that can differentiate, but can no longer renew itself. Progenitor cells are restricted to the generation of a few types of specialised cells. Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT) refers to the removal of a nucleus, which contains the genetic material or DNA, from virtually any cell of the body and its transfer by injection into an unfertilised egg (oocyte) from which the nucleus has also been removed. The newly reconstituted egg is then stimulated to start dividing. After 5–7 days in culture, embryonic stem cells can then be removed. These embryonic stem cell lines are genetically identical to the cell from which the DNA was originally removed. To date, SCNT has not been used to create a human embryonic stem cell line. Stem cell is an unspecialised/undifferentiated cell with the ability to renew indefinitely and to produce specialised cell types in the body. Common Acronyms and Glossary Page 17  
    •  Stem cell line refers to stem cells that have been established and propagated in culture and maintained consistent characteristics and potential. Stem cell tourism/medical tourism is when a patient chooses to seek treatment in another country, either for cost or availability reasons. Virtually every type of health care, including plastic surgery, orthopaedic surgery, reproductive treatments, psychiatry, alternative treatments, convalescent care and dentistry are available. Some medical travel is simply a means of getting access to a widely accepted treatment at a cheaper price, or for unproven treatments generally not offered in a patient’s home country. Many patients opting for these treatments do so because they feel they have no other alternative treatments available. Tissue stem cell (also known as adult stem cell) means undifferentiated cells found in the tissues and organs of the body. They are capable of self‐renewal. Their differentiation is mainly restricted to forming the cell types of that tissue or organ. The chief role of adult stem cells is to maintain and repair the tissue in which they are found. Totipotent refers to the cells within a 1–4 day embryo. Each cell of an embryo at this stage can theoretically make a whole new individual.  Common Acronyms and Glossary Page 18