Celula progenitoare

Celule progenitoare au proprietăți pluripotente și formează rezervorul în diferite tipuri de țesut din care se formează celule de țesut somatic prin proliferare și diferențiere.

Ele provin din diviziunea asimetrică a celulelor stem pluripotente, dintre care o celulă fiică se dezvoltă ca celulă progenitoare, iar cealaltă completează stocul de celule stem. Celulele generatoare joacă un rol crucial în formarea de țesuturi noi.

Ce este o celulă progenitoare?

Termenul de celule progenitoare denumește celule precursoare ale anumitor tipuri de țesut. Ele apar prin diviziunea asimetrică de la celulele stem adulte, multipotente.

O celulă fiică a celulei stem divizate se dezvoltă într-o celulă progenitoare, în timp ce cealaltă fiică rămâne în stadiul de celule stem multipotente și completează din nou furnizarea de celule stem. Până în prezent, celulele stem adulte au fost detectate în peste 20 de tipuri de țesuturi. După divizarea unei celule stem, celula progenitoare își pierde multipotența în mai multe etape - stimulată de factori de creștere - și se diferențiază în celula somatică a țesutului pentru care este destinată.

Aceasta înseamnă că multipotența inițială se schimbă mai întâi într-o pluripotență, care este necesară pentru dezvoltarea diferitelor celule somatice în interiorul unui țesut, înainte ca celula să se diferențieze complet în celule de țesut somatic, cu pierderea completă a multipotenței sau a pluripotenței și a capacității sale de a se diviza. Există indicii că determinarea crescândă a celulelor progenitoare pe un țesut special este încă reversibilă până la un anumit stadiu de dezvoltare. Diferențierea celulelor este controlată de factori de creștere specifice țesutului.

Zona de cercetare care se ocupă cu celulele progenitoare este supusă unei dezvoltări dinamice, astfel încât încă nu a fost elaborată o nomenclatură generală. Prin urmare, unii cercetători utilizează în continuare termenii de celule progenitoare și celule stem ca sinonime. Deoarece celulele progenitoare diferă de la țesut la țesut din punct de vedere al potențialului lor de dezvoltare, ele sunt uneori denumite celule stem determinate.

Anatomie și structură

Particularitatea celulelor progenitoare este capacitatea lor încă parțial de maturizare în diferite celule din țesut. Prin urmare, acestea diferă de la țesut la țesut. De exemplu, se face o distincție între celulele progenitoare hematopoietice și endoteliale.

Din celulele precursoare hematopoietice, care sunt localizate în principal în măduva osoasă, globulele albe sau roșii se pot dezvolta în cursul unor etape de diferențiere ulterioare. Celulele progenitoare endoteliale circulă în principal în sânge și provin și din măduva osoasă. Dacă este necesar, sunt utilizate pentru repararea vaselor de sânge și pentru a crea altele noi (angiogeneză). Celulele progenitoare endoteliale poartă deja pe suprafața lor proteine ​​caracteristice endoteliei vasculare. Până în prezent, celulele progenitoare au fost detectate în peste 20 de tipuri diferite de țesut, inclusiv în creier și sistemul nervos periferic.

De regulă, celulele progenitoare specializate în anumite tipuri de țesut sunt numite blasturi, de ex. B. ca osteoblaste, mieloblaste, neuroblaste și multe altele. Acestea se caracterizează prin faptul că de obicei nu au fost încă alocate în cele din urmă unui anumit tip de celule. Caracteristicile morfologice tipice ale blastelor sunt un nucleu celular extins, o proporție mare de reticul endoplasmatic, un metabolism energetic ridicat bazat pe un număr mare de mitocondrii și multe alte caracteristici.

Funcție și sarcini

De regulă, celulele somatice diferențiate ale unui anumit țesut nu numai că își pierd capacitatea de divizare, ci și capacitatea lor de regres în celule progenitoare. Ele sunt, de asemenea, numite unipotente, deoarece - dacă sunt în continuare capabile să se împartă - ele pot produce celule de același tip cu aceleași proprietăți atunci când se împart. Pierderea capacității de divizare diferă de la tipul de țesut la tipul de țesut și apare din motive de siguranță, deoarece altfel țesutul nou s-ar putea forma constant cu doar tulburări minore, ceea ce poate duce aproape inevitabil la probleme.

Prin urmare, celulele generatoare au, în esență, sarcina de a înlocui celulele țesutului după leziuni sau pierderi tisulare cauzate de boală sau de a asigura reumplerea necesară a celulelor tisulare specializate în timpul proceselor de creștere. Mobilizarea celulelor progenitoare are loc după cum este necesar și este controlată de diverse citokine și interleukine. În funcție de tipul de țesut, celulele progenitoare acționează ca o patrulă în fluxul sanguin sau reprezintă rezerva ascunsă pentru formarea de celule tisulare noi, care pot fi mobilizate în scop de reparație și creștere. De exemplu, celulele progenitoare endoteliale joacă un rol special în depășirea sepsisului.

Sepsisul este de obicei declanșat de toxine bacteriene, care duc la creșterea necrozei și apoptozei (moartea celulelor programate) a celulelor endoteliale din vase. S-a dovedit deja că, în astfel de cazuri, un nivel crescut de anumite citokine are ca rezultat o eliberare crescută de celule progenitoare endoteliale din măduva osoasă și, prin urmare, o creștere a mecanismului de reparare a restaurării pereților interni ai vaselor deteriorate.

boli

Ca celule potențiale de țesut, celulele progenitoare își asumă sarcina de a păși în caz de boală sau vătămare, pentru a elimina cât mai mult posibil deteriorarea țesutului suferit.

Etapele de activare și diferențiere în mai multe stadii ale celulelor progenitoare înseamnă că ele pot duce la simptomele bolii în sine prin defecte congenitale dobândite sau genetice. Leucemia acută este o boală binecunoscută a celulelor progenitoare, care sunt responsabile pentru reînnoirea globulelor albe sau roșii sau a trombocitelor. Celulele progenitoare maligne se răspândesc în măduva osoasă și deplasează celulele progenitoare funcționale. Aceasta are ca rezultat principal anemia și lipsa de trombocite (trombocite).

Celulele maligne se pot răspândi în aproape toate țesuturile, inclusiv pielea și mucoasele. Ele pot fi chiar simțite ca mici noduli în mucoasa bucală. Unele alte tipuri de cancer se bazează, de asemenea, pe tulpina alterată și celulele progenitoare. În cele mai multe cazuri, acestea sunt celule stem mutate, din care se dezvoltă celulele precursoare modificate corespunzător, care au defecte în anumite complexe proteice și, prin urmare, divizează necontrolate, neafectate prin dezactivarea citokinelor.