Czym są Komórki Macierzyste?

Komórki macierzyste są podstawowymi elementami życia

Komórki macierzyste są niezróżnicowanymi komórkami, które mogą pełnić różne funkcje regeneracyjne w organizmie człowieka. Mogą na przykład wytwarzać lub zastępować różne komórki poprzez dyferencjacje, regulować układ odpornościowy i stymulować inne komórki w i ich naturalnym środowisku.

Komórki macierzyste są obecne u wszystkich ludzi od rozwoju zarodka (zarodkowych komórek macierzystych) przez cały okres życia aż do śmierci (dorosłe komórki macierzyste). Należy zauważyć, że embrionalne komórki macierzyste (ESC) i dorosłe komórki macierzyste to dwie bardzo różne kategorie komórek macierzystych o różnych właściwościach.

U każdej osoby po urodzeniu zastępowanie i regenerację komórek występuje w dwóch kontekstach: odnowienie naturalnie umierających komórek (apoptoza) oraz w odpowiedzi na zewnętrzne uszkodzenie (spowodowane czynnikami, takimi jak uraz, infekcja, rak, zawał , toksyny, zapalenie itp.). Komórki macierzyste zaangażowane w ten proces regeneracji to Dorosłe Komórki Macierzyste ( zwane również Somatycznymi Komórkami Macierzystymi).

Dorosłe komórki macierzyste i embrionalne komórki macierzyste

Embrionalne komórki macierzyste są obecne w wewnętrznej masie komórkowej blastocysty, głównej wydrążonej kuli w komórkach w ludzkim organizmie która u człowieka tworzy się trzy do pieciu dni po zapłodnieniu komórki jajowej plemnikiem. W normalnym rozwoju, komórki wewnątrz wewnętrznej masy komórek będą dawały początek bardziej wyspecjalizowanym komórkom, które daja początek całemu ciału- wszystkim naszym tkankom i organom. Embrionalne komórki macierzyste są pluripotencjalne, co oznacza, że mogą one prowadzić do każdego rodzaju komórek w pełni ukształtowanym ciele, ale nie do łożyska i pępowiny.

Dorosłe komórki macierzyste (również nazywane somatycznymi komórkami macierzystymi) są bardziej wyspecjalizowane niż embrionalne. Zazwyczaj te komórki macierzyste mogą generować różne typy komórek dla określonej tkanki lub narządu, w którym egzystują. Istnieje wiele różnych typów dorosłych komórek macierzystych, które maja swoje specyficzne funkcje regeneracyjne. Na przykład, komórki krwiotwórcze (lub hematopoetyczne) mogą powodować wzrost czerwonych krwinek, białych krwinek i płytek krwii. Jednak komórki macierzyste tworzące krew nie są wstanie wytworzyć np.: wątroby ani komórek płuc, a komórki macierzyste w innych tkankach i narządach nie wytwarzają czerwonych lub białych krwinek ani płytek krwii. Niektóre tkanki i narządy w twoim ciele zawieraja małe bufory komórek macierzystych specyficznych dla danej tkanki, których zadaniem jest zastępowanie komórek z tych tkanek, które są tracone w normalnym codziennym życiu lub w przypadku urazu.

W jaki sposób komórki macierzyste celują w uraz? – Zasiedlenie

W nauce o komórkach macierzystych słowo „zasiedlenie” określa zdolność komórek macierzystych do znalezienia miejsca docelowego lub „niszy”. Podczas tego procesu uszkodzone lub zapalne tkanki wymagają naprawy poprzez wysyłanie sygnałów, z których niektóre działają jak wskazówki dla komórek macierzystych i przyciągają je do uszkodzonej tkanki. Jest to dosyć szybki proces (mierzy się go w godzinach i trwa nie dłużej niż 1-2 dni).

Jak działają komórki macierzyste w przypadku naprawy tkanek? Bezpośrednie Zróżnicowanie i Działanie Parakrynne

Gdy komórki macierzyste dotrą do miejsca urazu, mogą rozpocząć swoje działanie regeneracyjne, działając przez dwa różne mechanizmy: mogą podlegać bezpośredniemu różnicowaniu bezpośredniego zastąpienia uszkodzonych komórek lub mogą wspomagać regenerację tkanki poprzez działanie parakrynne.
Na czym więc polega działanie parakrynne? W nauce o komórkach macierzystych można je zdefiniować w procesie, w którym komórki macierzyste uwalniają czynniki, które działają jako sygnały dla otaczających komórek i zmuszają je do zmiany zachowania w celu zainicjowania procesu regeneracji. Podczas tego procesu komórki macierzyste nie przyczyniają się do odnowy tkanek poprzez bezpośrednie różnicowanie.

Dlaczego działanie parakrynne jest tak ważne?

W wielu badaniach nad przeszczepami komórek macierzystych badacze zaobserwowali, że uszkodzone tkanki pacjenta zostały naprawione po przeszczepieniu komórek macierzystych od dawcy. Jednak po analizie nowo wytworzononych tkanek zaobserwowano, że komórki dawcy były nieobecne. Naukowcy byli wtedy w stanie wykazać, że komórki macierzyste dawcy były czynnikami wydzielającymi, które sprowokowały własne komórki pacjenta do naprawy tkanki. Wykazano, że większość procesu regeneracji osiągnięto za pomocą sygnalizacji parakrynnej, a nie przez bezpośrednie różnicowanie.

Mechanizm parakrynny okazuje się być bardzo korzystynym. Zalety posiadania działania parakrynowego są obecnie bardzo widoczne. Najważniejszym faktem jest to, że chociaż komórki macierzyste dawcy mają bardzo ograniczoną długość życia, posiadają długotrwały wpływ na regenerację tkanek, która trwa długo po całkowitym wyczerpaniu komórek macierzystych dawcy.

Odpowiedź parakrynną może wywołać kilka róznych typów komórek macierzystych. Wśród nich mezenchymalne komórki macierzyste pępowiny i komórki macierzyste krwii pępowinowej.

Co mogą osiągnąć komórki macierzyste poprzez bezpośrednie różnicowanie i działanie parakrynne?

  1. Naprawić uszkodzoną tkankę; komórki macierzyste mają zdolność aktywowania stanu uśpienia komórek macierzystych w ludzkim ciele i mają działanie naprawcze na uszkodzoną przez peroksydację i odpady metaboliczne tkankę oraz narząd. Równowaga pomiędzy wolnymi rodnikami i przeciwutleniaczami jest niezbędna dla prawidłowego funkcjonowania fizjologicznego. Jeśli wolne rodniki przytłaczają zdolność organizmu do ich regulacji następuje stan znany jako stres oksydacyjny. Tym samym wolne rodniki niekorzystnie zmieniają lipidy oraz białka i DNA co wywołuje u ludzi wiele chorób. Komórki macierzyste mogą ingerować w stres wolnorodnikowy, przywracając normalne funkcje.
  2. Wydzielać czynniki żywieniowe: Komórki macierzyste mogą promować proliferację i różnicowanie w uszkodzonej tkance i przywracać fizjologiczne funkcje tkanek i narządów.
  3. Regulować funkcję odpornościową: Poprzez wydzielanie rozpuszczalnych czynników i bezpośredni kontakt w celu regulacji proliferacji komórek odpornościowych i ich aktywności, komórki macierzyste są w stanie zmniejszyć reakcję zapalną.
  4. Regulować funkcję metaboliczną: Wykorzystujac zdolność wielokierunkowego różnicowania, komórki macierzyste mogą poprawić wydajność systemu metabolicznego, a tym samym przyspieszyć działania organizmu i wydalanie odpadów metabolicznych w celu wspomagania wchłaniania składadników odżywczych, tak aby utrzymać normalną funkcję fizjologiczną.

Ponadto badania wykazały, że działanie parakrynne jest wzmocnione, ponieważ komórki dawcy są przyciągane do uszkodzonych tkanek, które wymagają ich pomocy. Uszkodzone komórki pacjenta wydzielają cytokiny, białka regulatorowe, które działaja jako mediatory w celu wygenerowania odpowiedzi immunologicznej przyciągającej komórki dawcy. Z kolei komórki dawcy wydzielają własny koktail białek, które stymulują komórki macierzyste pacjenta i pomagają zmniejszyć stan zapalny, pobudzają proliferację komórek i zwiększaja unaczynienie i przepływ krwi do obszarów wymagających leczenia. Komórki działania parakrynnego mogą również wydzielać czynniki hamujące śmierć komórek pacjenta z powodu urazu lub choroby.

Trzecim ważnym działaniem parakrynnym jest zdolność do „tłumienia” odpowiedzi immunologicznej, która występuje podczas odrzucania przeszczepu lub podczas choroby autoimmunologicznej (1). W tym przypadki komórki można stosować bezpośrednio lub w połączeniu z innymi komórkami macierzystymi do celów terapeutycznych. Na przykład, zastosowanie komórek mezenchymalnych wraz z komórkami macierzystymi krwi podczas przeszczepu szpiku wydaje się zmniejszać reakcję choroby zwanej ”przeszczep przeciw biorcy” (GvHD) (2).

Zaletą korzystania z komórek,, w celu wspomagania regeneracji jest fakt, że w przeciwieństwie do leków przeszczepione komórki reagują na swoje środowisko i wydzielają czynniki, które są potrzebne i w odpowiedniej koncentracji. Komórki można uważać za „fabryki leków”, które dostosowują się do naprawy tkanki. Badania przedkliniczne wykazały skuteczność komórek mezenchymalnych i komórek krwii pępowinowej w leczeniu chorób neurologicznych, chorób serca i nerek. Przeprowadzono kilka przekonujących badań dotyczących działania neuroprotekcyjnego komórek krwi pępowinowej.

Pin It on Pinterest

Share This