Progenitorová bunka

Progenitorové bunky majú pluripotentné vlastnosti a tvoria rezervoár v rôznych typoch tkanív, z ktorých sa vytvárajú somatické tkanivové bunky proliferáciou a diferenciáciou.

Vychádzajú z asymetrického delenia pluripotentných kmeňových buniek, z ktorých sa jedna dcérska bunka vyvíja ako progenitorová bunka a druhá dotvára zásoby kmeňových buniek. Progenitorové bunky hrajú rozhodujúcu úlohu pri tvorbe nového tkaniva.

Čo je progenitorová bunka?

Termín progenitorové bunky označuje prekurzorové bunky určitých typov tkanív. Vznikajú asymetrickým delením od dospelých multipotentných kmeňových buniek.

Jedna dcérska bunka rozdelenej kmeňovej bunky sa vyvinie v progenitorovú bunku, zatiaľ čo druhá dcérska bunka zostáva v štádiu multipotentných kmeňových buniek a znova dokončí dodávku kmeňových buniek. Dospelé kmeňové bunky boli doteraz zistené vo viac ako 20 druhoch tkanív. Po rozdelení kmeňových buniek progenitorová bunka stráca svoju multipotenciu v niekoľkých krokoch - stimulovaných rastovými faktormi - a diferencuje sa na bunku somatického tkaniva tkaniva, pre ktoré je určená.

To znamená, že pôvodná multipotencia je spočiatku transformovaná na pluripotenciu, ktorá je nevyhnutná pre vývoj rôznych somatických buniek v tkanive, predtým, ako sa bunka úplne diferencuje na somatické tkanivové bunky s úplnou stratou svojej multiplicity alebo pluripotencie a jej schopnosti deliť sa. Existujú náznaky, že zvýšené určovanie progenitorových buniek na špeciálnom tkanive je stále reverzibilné až do určitého štádia vývoja. Diferenciácia buniek je riadená tkanivovo špecifickými rastovými faktormi.

Oblasť výskumu, ktorá sa zaoberá progenitorovými bunkami, podlieha dynamickému vývoju, takže zatiaľ nebola vyvinutá žiadna všeobecná nomenklatúra. Niektorí vedci preto stále používajú výrazy progenitorová a kmeňová bunka ako synonymá. Pretože progenitorové bunky sa líšia od tkaniva k tkanivu, pokiaľ ide o ich vývojový potenciál, sú niekedy označované ako určené kmeňové bunky.

Anatómia a štruktúra

Zvláštnosťou progenitorových buniek je ich ešte čiastočne existujúca schopnosť dozrieť na rôzne bunky v tkanive. Preto sa líšia od tkaniva k tkanivu. Napríklad sa rozlišuje medzi krvotvornými a endotelovými progenitorovými bunkami.

Z hematopoetických prekurzorových buniek, ktoré sa nachádzajú hlavne v kostnej dreni, sa môžu v priebehu ďalších diferenciačných krokov vyvinúť biele alebo červené krvinky. Endotelové progenitorové bunky cirkulujú hlavne v krvi a tiež pochádzajú z kostnej drene. V prípade potreby sa používajú na opravu krvných ciev a tvorbu nových ciev (angiogenéza). Endotelové progenitorové bunky už nesú na svojom povrchu proteíny charakteristické pre vaskulárnu endoteliu. Doteraz boli progenitorové bunky detekované vo viac ako 20 rôznych typoch tkanív, vrátane mozgu a periférneho nervového systému.

Progenitorové bunky špecializované na určité typy tkanív sa spravidla nazývajú blasty, napr. B. ako osteoblasty, myeloblasty, neuroblasty a mnoho ďalších. Vyznačujú sa tým, že zvyčajne ešte neboli definitívne priradené ku konkrétnemu typu bunky. Typickými morfologickými znakmi výbuchov sú zväčšené bunkové jadro, vysoký podiel endoplazmatického retikula, metabolizmus s vysokou energiou založený na veľkom počte mitochondrií a mnoho ďalších funkcií.

Funkcia a úlohy

Diferencované somatické bunky určitého tkaniva spravidla nielen strácajú svoju schopnosť deliť sa, ale aj svoju schopnosť regresovať do progenitorových buniek. Nazývajú sa tiež unipotentní, pretože - ak sú stále schopní deliť sa - môžu vytvárať bunky rovnakého typu s rovnakými vlastnosťami, len keď sa delia. Strata schopnosti deliť sa líši od typu tkaniva k typu tkaniva a nastáva z bezpečnostných dôvodov, pretože inak by sa nové tkanivo mohlo neustále tvoriť len s malými poruchami, čo môže takmer nevyhnutne viesť k problémom.

Úlohou progenitorových buniek je v zásade nahradiť tkanivové bunky po zraneniach alebo stratách tkanív spôsobených chorobou alebo zabezpečiť potrebné doplnenie špecializovaných tkanivových buniek počas rastových procesov. Mobilizácia progenitorových buniek prebieha podľa potreby a je riadená rôznymi cytokínmi a interleukínmi. V závislosti od typu tkaniva fungujú progenitorové bunky ako hliadka v krvnom riečisku alebo predstavujú skrytú rezervu pre tvorbu nových tkanivových buniek, ktoré je možné mobilizovať na účely opravy a rastu. Napríklad endotelové progenitorové bunky zohrávajú pri prekonávaní sepsy špeciálnu úlohu.

Sepsa je zvyčajne vyvolaná bakteriálnymi toxínmi, ktoré vedú k zvýšenej nekróze a apoptóze (programovaná bunková smrť) endotelových buniek v cievach. Už bolo dokázané, že v takýchto prípadoch vedie zvýšená hladina určitých cytokínov k zvýšenému uvoľňovaniu endotelových progenitorových buniek z kostnej drene, a teda k zvýšeniu opravného mechanizmu na obnovu poškodených vnútorných stien ciev.

choroby

Ako potenciálne tkanivové bunky sa progenitorové bunky ujímajú úlohy zasiahnuť v prípade choroby alebo poranenia, aby sa čo najrýchlejšie vylúčilo poškodenie tkaniva.

Viacstupňové štádiá aktivácie a diferenciácie progenitorových buniek znamenajú, že môžu viesť k symptómom ochorenia samy osebe získanými alebo genetickými vrodenými chybami. Akútna leukémia je dobre známe ochorenie progenitorových buniek, ktoré sú zodpovedné za doplnenie bielych alebo červených krviniek alebo krvných doštičiek. Zhubné progenitorové bunky sa šíria v kostnej dreni a vytesňujú funkčné progenitorové bunky. To má za následok predovšetkým anémiu a nedostatok krvných doštičiek (trombocyty).

Zhubné bunky sa môžu šíriť do takmer všetkých tkanív, vrátane kože a slizníc. Môžu byť dokonca cítiť ako malé uzliny v ústnej sliznici. Niektoré ďalšie rakoviny sú tiež založené na zmenených kmeňových a progenitorových bunkách. Vo väčšine prípadov sú to mutované kmeňové bunky, z ktorých sa vyvíjajú zodpovedajúcim spôsobom modifikované prekurzorové bunky, ktoré majú defekty v určitých proteínových komplexoch, a preto sa delia nekontrolované, neovplyvnené deaktiváciou cytokínov.