Progenitorová buňka

Progenitorové buňky mají pluripotentní vlastnosti a tvoří rezervoár v různých typech tkání, ze kterých se vytvářejí somatické tkáňové buňky proliferací a diferenciací.

Vycházejí z asymetrického dělení pluripotentních kmenových buněk, z nichž jedna dceřinná buňka se vyvíjí jako progenitorová buňka, a druhá doplňuje zásobu kmenových buněk. Progenitorové buňky hrají klíčovou roli při tvorbě nové tkáně.

Co je progenitorová buňka?

Termín progenitorové buňky označuje prekurzorové buňky určitých typů tkání. Vznikají asymetrickým dělením od dospělých multipotentních kmenových buněk.

Jedna dceřinná buňka rozdělené kmenové buňky se vyvinula v progenitorovou buňku, zatímco druhá dceřinná buňka zůstává ve stadiu multipotentních kmenových buněk a znovu dokončuje dodávku kmenových buněk. Dospělé kmenové buňky byly dosud detekovány ve více než 20 typech tkání. Po rozdělení kmenové buňky progenitorová buňka ztratí svou multipotenci v několika krocích - stimulovaných růstovými faktory - a diferencuje se na somatickou tkáňovou buňku tkáně, pro kterou je určena.

To znamená, že původní multipotence se nejprve změní na pluripotenci, která je nezbytná pro vývoj různých somatických buněk v tkáni, předtím, než se buňka úplně diferencuje na somatické tkáňové buňky s úplnou ztrátou své multipotence nebo pluripotence a její schopností dělit se. Existují náznaky, že rostoucí stanovení progenitorových buněk na speciální tkáni je stále reverzibilní až do určitého stadia vývoje. Diferenciace buněk je řízena tkáňově specifickými růstovými faktory.

Oblast výzkumu, která se zabývá progenitorovými buňkami, podléhá dynamickému vývoji, takže dosud nebyla vyvinuta žádná obecná nomenklatura. Někteří vědci proto stále používají pojmy progenitorová a kmenová buňka jako synonyma. Protože progenitorové buňky se liší od tkáně k tkáni co se týče jejich vývojového potenciálu, jsou někdy označovány jako určené kmenové buňky.

Anatomie a struktura

Zvláštností progenitorových buněk je jejich dosud částečně existující schopnost dozrávat v různých buňkách v tkáni. Proto se liší od tkáně k tkáni. Například se rozlišuje mezi krvetvornými a endoteliálními progenitorovými buňkami.

Z hematopoetických prekurzorových buněk, které se nacházejí hlavně v kostní dřeni, se mohou v průběhu dalších diferenciačních kroků vyvinout bílé nebo červené krvinky. Endotelové progenitorové buňky cirkulují hlavně v krvi a také pocházejí z kostní dřeně. V případě potřeby se používají k opravě krevních cév ak vytváření nových cév (angiogeneze). Endotelové progenitorové buňky již nesou na svém povrchu proteiny charakteristické pro vaskulární endothelii. Doposud byly progenitorové buňky detekovány ve více než 20 různých typech tkání, včetně mozku a periferního nervového systému.

Progenitorové buňky specializované na určité typy tkáně se zpravidla nazývají blasty, např. B. jako osteoblasty, myeloblasty, neuroblasty a mnoho dalších. Vyznačují se skutečností, že obvykle ještě nebyly definitivně přiřazeny ke konkrétnímu typu buňky. Typickými morfologickými rysy výbuchů jsou zvětšené buněčné jádro, vysoký podíl endoplazmatického retikula, metabolismus s vysokou energií založený na vysokém počtu mitochondrií a mnoho dalších funkcí.

Funkce a úkoly

Diferencované somatické buňky určité tkáně zpravidla nejen ztratí schopnost dělit se, ale také schopnost regresovat do progenitorových buněk. Nazývají se také unipotentní, protože - pokud jsou stále schopni dělit - mohou produkovat pouze buňky stejného typu se stejnými vlastnostmi, když se dělí. Ztráta schopnosti dělit se liší od typu tkáně k typu tkáně a dochází z bezpečnostních důvodů, protože jinak by se nová tkáň mohla neustále tvořit pouze s malými poruchami, což může téměř nevyhnutelně vést k problémům.

Progenitorové buňky mají tedy v zásadě za úkol nahradit tkáňové buňky po zranění nebo ztrátě tkáně způsobené chorobou, nebo zajistit nezbytné doplnění specializovaných tkáňových buněk během růstových procesů. Mobilizace progenitorových buněk probíhá podle potřeby a je řízena různými cytokiny a interleukiny. V závislosti na typu tkáně fungují progenitorové buňky jako hlídka v krevním řečišti nebo představují skrytou rezervu pro tvorbu nových tkáňových buněk, které lze mobilizovat pro účely opravy a růstu. Například endoteliální progenitorové buňky hrají při překonávání sepse zvláštní roli.

Sepse je obvykle spouštěna bakteriálními toxiny, které vedou ke zvýšené nekróze a apoptóze (programovaná buněčná smrt) endoteliálních buněk v cévách. Již bylo prokázáno, že v takových případech vede zvýšená hladina určitých cytokinů ke zvýšenému uvolňování endoteliálních progenitorových buněk z kostní dřeně, a tedy ke zvýšení opravného mechanismu pro obnovu poškozených vnitřních stěn cév.

Nemoci

Jako potenciální tkáňové buňky se progenitorové buňky ujímají úkolu vstoupit v případě onemocnění nebo poranění, aby se co nejvíce odstranilo utrpěné poškození tkáně.

Vícestupňové fáze aktivace a diferenciace progenitorových buněk znamenají, že mohou vést k příznakům onemocnění samy o sobě prostřednictvím získaných nebo genetických vrozených vad. Akutní leukémie je známé onemocnění progenitorových buněk, které jsou zodpovědné za doplnění bílých nebo červených krvinek nebo krevních destiček. Maligní progenitorové buňky se šíří v kostní dřeni a nahrazují funkční progenitorové buňky. To má za následek především anémii a nedostatek krevních destiček (trombocyty).

Maligní buňky se mohou šířit do téměř všech tkání, včetně kůže a sliznic. Mohou být dokonce cítit jako malé uzly v ústní sliznici. Některé další rakoviny jsou také založeny na změněných kmenových a progenitorových buňkách. Ve většině případů se jedná o mutované kmenové buňky, ze kterých se vyvinou odpovídající modifikované prekurzorové buňky, které mají defekty v určitých proteinových komplexech, a proto se rozdělují nezaškrtnuté, neovlivněné deaktivací cytokinů.