Komórka progenitorowa

Komórki progenitorowe mają właściwości pluripotencjalne i tworzą rezerwuar w różnych typach tkanek, z których w procesie proliferacji i różnicowania powstają komórki tkanki somatycznej.

Powstają w wyniku asymetrycznego podziału pluripotencjalnych komórek macierzystych, z których jedna komórka potomna rozwija się jako komórka progenitorowa, a druga uzupełnia zasób komórek macierzystych. Komórki progenitorowe odgrywają kluczową rolę w tworzeniu nowej tkanki.

Co to jest komórka progenitorowa?

Termin komórki progenitorowe oznacza komórki prekursorowe pewnych typów tkanek. Powstają w wyniku asymetrycznego podziału z dorosłych, multipotencjalnych komórek macierzystych.

Jedna komórka potomna podzielonej komórki macierzystej rozwija się w komórkę progenitorową, podczas gdy druga komórka potomna pozostaje na etapie multipotencjalnych komórek macierzystych i ponownie uzupełnia dostarczanie komórek macierzystych. Jak dotąd dorosłe komórki macierzyste wykryto w ponad 20 typach tkanek. Po podziale komórki macierzystej, komórka progenitorowa traci w kilku etapach swoją multipotencję - stymulowaną przez czynniki wzrostu - i różnicuje się w komórkę tkanki somatycznej tkanki, dla której jest przeznaczona.

Oznacza to, że pierwotna multipotencja jest początkowo przekształcana w pluripotencję, która jest niezbędna do rozwoju różnych komórek somatycznych w tkance, zanim komórka całkowicie różnicuje się w komórki tkanki somatycznej z całkowitą utratą jej wielości lub pluripotencji i jej zdolności do dzielenia się. Istnieją przesłanki, że wzrastająca determinacja komórek progenitorowych na specjalnej tkance jest wciąż odwracalna do pewnego etapu rozwoju. Różnicowanie komórek jest kontrolowane przez czynniki wzrostu specyficzne dla tkanki.

Obszar badań, który zajmuje się komórkami progenitorowymi, podlega dynamicznemu rozwojowi, dlatego nie rozwinęła się jeszcze żadna ogólna nomenklatura. Dlatego niektórzy badacze nadal używają terminów „komórka progenitorowa” i „komórka macierzysta” jako synonimów. Ponieważ komórki progenitorowe różnią się w zależności od tkanki pod względem potencjału rozwojowego, czasami określa się je jako zdeterminowane komórki macierzyste.

Anatomia i budowa

Osobliwością komórek progenitorowych jest ich wciąż częściowo istniejąca zdolność do dojrzewania do różnych komórek w tkance. Dlatego różnią się one w zależności od tkanki. Na przykład rozróżnia się hematopoetyczne i śródbłonkowe komórki progenitorowe.

Z hematopoetycznych komórek prekursorowych, które są zlokalizowane głównie w szpiku kostnym, w trakcie dalszych etapów różnicowania mogą powstać białe lub czerwone krwinki. Komórki progenitorowe śródbłonka krążą głównie we krwi, a także pochodzą ze szpiku kostnego. W razie potrzeby służą do naprawy naczyń krwionośnych i tworzenia nowych (angiogeneza). Komórki progenitorowe śródbłonka już mają na swojej powierzchni białka charakterystyczne dla śródbłonka naczyniowego. Do chwili obecnej komórki progenitorowe wykryto w ponad 20 różnych typach tkanek, w tym w mózgu i obwodowym układzie nerwowym.

Z reguły komórki progenitorowe wyspecjalizowane w określonych typach tkanek nazywane są blastami, np. B. jako osteoblasty, mieloblasty, neuroblasty i wiele innych. Charakteryzują się tym, że zwykle nie zostały jeszcze ostatecznie przypisane do określonego typu komórki. Typowe cechy morfologiczne blastów to powiększone jądro komórkowe, duży udział retikulum endoplazmatycznego, metabolizm wysokoenergetyczny oparty na dużej liczbie mitochondriów i wiele innych cech.

Funkcja i zadania

Z reguły w pełni zróżnicowane komórki somatyczne określonej tkanki tracą nie tylko zdolność do podziałów, ale także zdolność do regresji do komórek progenitorowych. Nazywa się je również unipotentnymi, ponieważ - jeśli nadal są w stanie dzielić - mogą wytwarzać komórki tego samego typu o tych samych właściwościach, gdy się dzielą. Utrata zdolności do podziału różni się w zależności od typu tkanki i występuje ze względów bezpieczeństwa, ponieważ w przeciwnym razie nowa tkanka mogłaby nieustannie tworzyć się z niewielkimi zaburzeniami, co prawie nieuchronnie prowadziło do problemów.

Dlatego komórki progenitorowe mają zasadniczo za zadanie zastępowanie komórek tkanki po urazach lub utracie tkanki spowodowanej chorobą lub zapewnienie niezbędnego uzupełnienia wyspecjalizowanych komórek tkankowych podczas procesów wzrostu. Mobilizacja komórek progenitorowych zachodzi w razie potrzeby i jest kontrolowana przez różne cytokiny i interleukiny. W zależności od rodzaju tkanki komórki progenitorowe pełnią funkcję patrolową w krwiobiegu lub stanowią ukrytą rezerwę dla tworzenia nowych komórek tkankowych, które można mobilizować w celu naprawy i wzrostu. Na przykład śródbłonkowe komórki progenitorowe odgrywają szczególną rolę w przezwyciężaniu sepsy.

Sepsę wywołują zwykle toksyny bakteryjne, które prowadzą do zwiększonej martwicy i apoptozy (programowanej śmierci komórek) komórek śródbłonka w naczyniach. Udowodniono już, że w takich przypadkach podwyższony poziom niektórych cytokin powoduje zwiększone uwalnianie śródbłonkowych komórek progenitorowych ze szpiku kostnego, a tym samym wzrost mechanizmu naprawczego odbudowy uszkodzonych ścian naczyń wewnętrznych.

Choroby

Jako potencjalne komórki tkankowe, komórki progenitorowe przejmują zadanie wkroczenia w przypadku choroby lub urazu w celu możliwie najlepszego wyeliminowania doznanego uszkodzenia tkanki.

Wieloetapowa aktywacja i etapy różnicowania komórek progenitorowych oznaczają, że mogą one same prowadzić do objawów chorobowych poprzez nabyte lub genetyczne wady wrodzone. Ostra białaczka jest dobrze znaną chorobą komórek progenitorowych, które są odpowiedzialne za uzupełnienie białych lub czerwonych krwinek lub płytek krwi. Złośliwe komórki progenitorowe rozprzestrzeniają się w szpiku kostnym i wypierają funkcjonalne komórki progenitorowe. Prowadzi to przede wszystkim do anemii i braku płytek krwi (trombocytów).

Złośliwe komórki mogą rozprzestrzeniać się do prawie wszystkich tkanek, w tym skóry i błon śluzowych. Można je nawet poczuć jako małe guzki w błonie śluzowej jamy ustnej. Niektóre inne nowotwory są również oparte na zmienionych komórkach macierzystych i progenitorowych. W większości przypadków są to zmutowane komórki macierzyste, z których powstają odpowiednio zmodyfikowane komórki prekursorowe, które mają defekty w pewnych kompleksach białkowych i dlatego dzielą się w sposób niekontrolowany, nienaruszony przez dezaktywację cytokin.