Προγονικά κύτταρα

Προγονικά κύτταρα έχουν πολυδύναμες ιδιότητες και σχηματίζουν τη δεξαμενή σε διάφορους τύπους ιστών από τους οποίους σχηματίζονται σωματικά κύτταρα ιστών μέσω πολλαπλασιασμού και διαφοροποίησης.

Προκύπτουν από την ασύμμετρη διαίρεση των πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων, από τα οποία ένα θυγατρικό κύτταρο αναπτύσσεται ως προγονικό κύτταρο και το άλλο συμπληρώνει το απόθεμα βλαστικών κυττάρων. Τα προγονικά κύτταρα παίζουν καθοριστικό ρόλο στο σχηματισμό νέου ιστού.

Τι είναι ένα προγονικό κύτταρο;

Ο όρος προγονικά κύτταρα σημαίνει πρόδρομα κύτταρα ορισμένων τύπων ιστού. Προκύπτουν μέσω ασύμμετρης διαίρεσης από ενήλικα, πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα.

Ένα θυγατρικό κύτταρο του διαιρεμένου βλαστοκυττάρου εξελίσσεται σε προγονικό κύτταρο, ενώ το άλλο θυγατρικό κύτταρο παραμένει στο στάδιο πολλαπλών δυνατοτήτων βλαστικών κυττάρων και ολοκληρώνει την παροχή βλαστικών κυττάρων ξανά. Τα ενήλικα βλαστικά κύτταρα έχουν μέχρι στιγμής ανιχνευτεί σε περισσότερους από 20 τύπους ιστών. Μετά τη διαίρεση ενός βλαστικού κυττάρου, το προγονικό κύτταρο χάνει την πολλαπλότητά του σε διάφορα στάδια - διεγερμένο από αυξητικούς παράγοντες - και διαφοροποιείται στο σωματικό κύτταρο ιστού του ιστού για τον οποίο προορίζεται.

Αυτό σημαίνει ότι η αρχική πολλαπλή ισχύς αρχικά μετατρέπεται σε πολλαπλή ισχύ, η οποία είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη διαφορετικών σωματικών κυττάρων εντός ενός ιστού, προτού το κύτταρο διαφοροποιηθεί πλήρως σε σωματικά κύτταρα ιστού με πλήρη απώλεια της πολλαπλής ισχύος ή της πολυδυναμίας του και την ικανότητά του να διαιρείται. Υπάρχουν ενδείξεις ότι ο αυξανόμενος προσδιορισμός των προγονικών κυττάρων σε έναν ειδικό ιστό είναι ακόμη αναστρέψιμος έως ένα συγκεκριμένο στάδιο ανάπτυξης. Η διαφοροποίηση των κυττάρων ελέγχεται από συγκεκριμένους ιστούς αυξητικούς παράγοντες.

Ο ερευνητικός τομέας που ασχολείται με τα προγονικά κύτταρα υπόκειται σε δυναμική ανάπτυξη, έτσι ώστε να μην έχει αναπτυχθεί καμία γενική ονοματολογία. Ορισμένοι ερευνητές, επομένως, εξακολουθούν να χρησιμοποιούν τους όρους προγονικά κύτταρα και βλαστικά κύτταρα ως συνώνυμα. Επειδή τα προγονικά κύτταρα διαφέρουν από ιστό σε ιστό ως προς το δυναμικό ανάπτυξής τους, μερικές φορές αναφέρονται ως καθορισμένα βλαστικά κύτταρα.

Ανατομία & δομή

Η ιδιαιτερότητα των προγονικών κυττάρων είναι ότι είναι ακόμη μερικώς ικανά να ωριμάσουν σε διαφορετικά κύτταρα εντός ενός ιστού. Επομένως διαφέρουν από ιστό σε ιστό. Για παράδειγμα, γίνεται διάκριση μεταξύ αιμοποιητικών και ενδοθηλιακών προγονικών κυττάρων.

Από τα αιματοποιητικά πρόδρομα κύτταρα, τα οποία βρίσκονται κυρίως στο μυελό των οστών, μπορούν να αναπτυχθούν λευκά ή ερυθρά αιμοσφαίρια κατά τη διάρκεια περαιτέρω σταδίων διαφοροποίησης. Τα ενδοθηλιακά προγονικά κύτταρα κυκλοφορούν κυρίως στο αίμα και προέρχονται επίσης από το μυελό των οστών. Εάν είναι απαραίτητο, χρησιμοποιούνται για την επισκευή των αιμοφόρων αγγείων και για τη δημιουργία νέων αγγείων (αγγειογένεση). Τα ενδοθηλιακά προγονικά κύτταρα φέρουν ήδη πρωτεΐνες χαρακτηριστικές της αγγειακής ενδοθηλίας στην επιφάνειά τους. Μέχρι σήμερα, τα προγονικά κύτταρα έχουν ανιχνευθεί σε περισσότερους από 20 διαφορετικούς τύπους ιστών, συμπεριλαμβανομένου του εγκεφάλου και του περιφερικού νευρικού συστήματος.

Κατά κανόνα, τα προγονικά κύτταρα που εξειδικεύονται σε ορισμένους τύπους ιστών αναφέρονται ως εκρήξεις, π.χ. Β. Ως οστεοβλάστες, μυελοβλάστες, νευροβλάστες και πολλά άλλα. Χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι συνήθως δεν έχουν οριστεί ακόμη σε έναν συγκεκριμένο τύπο κυττάρου. Τυπικά μορφολογικά χαρακτηριστικά των εκρήξεων είναι ένας πυρήνας διευρυμένου κυττάρου, ένα υψηλό ποσοστό ενδοπλασματικού δικτύου, ένας υψηλός μεταβολισμός ενέργειας που βασίζεται σε μεγάλο αριθμό μιτοχονδρίων και πολλά άλλα χαρακτηριστικά.

Λειτουργία & εργασίες

Κατά κανόνα, διαφοροποιημένα σωματικά κύτταρα ενός συγκεκριμένου ιστού όχι μόνο χάνουν την ικανότητά τους να διαιρούνται, αλλά και την ικανότητά τους να υποχωρούν σε προγονικά κύτταρα. Ονομάζονται επίσης ανυπόφορα επειδή - εάν εξακολουθούν να είναι ικανά να διαχωριστούν - μπορούν να παράγουν κύτταρα του ίδιου τύπου με τις ίδιες ιδιότητες όταν διαιρούνται. Η απώλεια της ικανότητας διαχωρισμού διαφέρει από τύπο ιστού σε τύπο ιστού και συμβαίνει για λόγους ασφαλείας, καθώς διαφορετικά θα μπορούσε να δημιουργηθεί συνεχώς νέος ιστός σε περίπτωση μόνο μικρών διαταραχών, οι οποίες σχεδόν αναπόφευκτα μπορούν να οδηγήσουν σε προβλήματα.

Τα προγονικά κύτταρα επομένως ουσιαστικά έχουν το καθήκον να αντικαταστήσουν τα κύτταρα ιστών μετά από τραυματισμούς ή απώλεια ιστών που προκαλούνται από ασθένεια, ή να διασφαλίσουν την απαραίτητη αναπλήρωση εξειδικευμένων ιστών κυττάρων κατά τη διάρκεια των διαδικασιών ανάπτυξης. Η κινητοποίηση των προγονικών κυττάρων πραγματοποιείται όπως απαιτείται και ελέγχεται από διάφορες κυτοκίνες και ιντερλευκίνες. Ανάλογα με τον τύπο του ιστού, τα προγονικά κύτταρα ενεργούν ως περιπολία στην κυκλοφορία του αίματος ή αντιπροσωπεύουν το κρυφό απόθεμα για το σχηματισμό νέων κυττάρων ιστού, τα οποία μπορούν να κινητοποιηθούν για σκοπούς επισκευής και ανάπτυξης. Για παράδειγμα, τα ενδοθηλιακά προγονικά κύτταρα παίζουν ειδικό ρόλο στην υπερνίκηση της σήψης.

Η σήψη προκαλείται συνήθως από βακτηριακές τοξίνες, οι οποίες οδηγούν σε αυξημένη νέκρωση και απόπτωση (προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος) των ενδοθηλιακών κυττάρων στα αγγεία. Έχει ήδη αποδειχθεί ότι σε τέτοιες περιπτώσεις ένα αυξημένο επίπεδο ορισμένων κυτοκινών οδηγεί σε αυξημένη απελευθέρωση ενδοθηλιακών προγονικών κυττάρων από το μυελό των οστών και έτσι αύξηση του μηχανισμού επιδιόρθωσης για την αποκατάσταση των κατεστραμμένων εσωτερικών τοιχωμάτων των αγγείων.

Ασθένειες

Ως δυνητικά κύτταρα ιστών, τα προγονικά κύτταρα αναλαμβάνουν το καθήκον να επεμβαίνουν σε περίπτωση ασθένειας ή τραυματισμού, προκειμένου να εξαλείψουν όσο το δυνατόν καλύτερα τη βλάβη των ιστών.

Τα στάδια ενεργοποίησης και διαφοροποίησης πολλαπλών σταδίων των προγονικών κυττάρων σημαίνουν ότι μπορούν να οδηγήσουν σε συμπτώματα ασθένειας τα ίδια με επίκτητα ή γενετικά, συγγενή ελαττώματα. Η οξεία λευχαιμία είναι μια πολύ γνωστή ασθένεια προγονικών κυττάρων, τα οποία είναι υπεύθυνα για την αναπλήρωση λευκών ή ερυθρών αιμοσφαιρίων ή αιμοπεταλίων. Κακοήθη προγονικά κύτταρα εξαπλώνονται στον μυελό των οστών και εκτοπίζουν τα λειτουργικά προγονικά κύτταρα. Αυτό οδηγεί κυρίως σε αναιμία και έλλειψη αιμοπεταλίων (θρομβοκύτταρα).

Τα κακοήθη κύτταρα μπορούν να εξαπλωθούν σε σχεδόν όλους τους ιστούς, συμπεριλαμβανομένου του δέρματος και των βλεννογόνων. Μπορούν ακόμη και να γίνουν αισθητές ως μικρά οζίδια στο στοματικό βλεννογόνο. Ορισμένοι άλλοι καρκίνοι βασίζονται επίσης σε αλλοιωμένα βλαστικά και προγονικά κύτταρα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτά είναι μεταλλαγμένα βλαστικά κύτταρα, από τα οποία προκύπτουν αντίστοιχα τροποποιημένα πρόδρομα κύτταρα που έχουν ελαττώματα σε ορισμένα πρωτεϊνικά σύμπλοκα και ως εκ τούτου διαιρούνται ανεξέλεγκτα, χωρίς να επηρεάζονται από την απενεργοποίηση των κυτοκινών.