Progenitor cel

Voorlopercellen hebben pluripotente eigenschappen en vormen het reservoir in verschillende soorten weefsel waaruit door proliferatie en differentiatie somatische weefselcellen worden gevormd.

Ze komen voort uit de asymmetrische deling van pluripotente stamcellen, waarvan de ene dochtercel zich ontwikkelt als voorlopercellen en de andere de voorraad stamcellen aanvult. Voorlopercellen spelen een cruciale rol bij de vorming van nieuw weefsel.

Wat is een voorlopercel?

De term progenitorcellen verwijst naar voorlopercellen van bepaalde soorten weefsel. Ze ontstaan ​​door asymmetrische deling van volwassen, multipotente stamcellen.

In elk geval ontwikkelt de ene dochtercel van de verdeelde stamcel zich tot een voorlopercel, terwijl de andere dochtercel in het stadium van de multipotente stamcel blijft en de aanvoer van stamcellen weer voltooit. Volwassen stamcellen zijn tot dusver in meer dan 20 weefselsoorten aangetroffen. Na de deling van een stamcel verliest de progenitorcel in verschillende stappen - gestimuleerd door groeifactoren - zijn multipotentie en differentieert zich tot de somatische weefselcel van het weefsel waarvoor hij bedoeld is.

Dit betekent dat de oorspronkelijke multipotentie eerst verandert in een pluripotentie, die nodig is voor de ontwikkeling van verschillende somatische cellen in een weefsel, voordat de cel volledig differentieert in somatische weefselcellen met volledig verlies van zijn multipotentie of pluripotentie en zijn vermogen om te delen. Er zijn aanwijzingen dat de toenemende bepaling van de voorlopercellen op een speciaal weefsel tot een bepaald ontwikkelingsstadium nog omkeerbaar is. De differentiatie van de cellen wordt gestuurd door weefselspecifieke groeifactoren.

Het onderzoeksgebied dat zich bezighoudt met voorlopercellen is onderhevig aan dynamische ontwikkeling, zodat er nog geen algemeen toepasbare nomenclatuur is ontwikkeld. Sommige onderzoekers gebruiken daarom nog steeds de termen progenitorcel en stamcel als synoniemen. Omdat voorlopercellen van weefsel tot weefsel verschillen in termen van hun ontwikkelingspotentieel, worden ze soms bepaalde stamcellen genoemd.

Anatomie en structuur

De eigenaardigheid van de voorlopercellen is dat ze nog gedeeltelijk in staat zijn om te rijpen tot verschillende cellen in een weefsel. Ze verschillen dus van weefsel tot weefsel. Zo wordt er onderscheid gemaakt tussen hematopoëtische en endotheel voorlopercellen.

Uit de hematopoëtische voorlopercellen, die zich voornamelijk in het beenmerg bevinden, kunnen in de loop van verdere differentiatiestappen witte of rode bloedcellen ontstaan. Endotheliale voorlopercellen circuleren voornamelijk in het bloed en komen ook uit het beenmerg. Ze worden indien nodig gebruikt om bloedvaten te herstellen en nieuwe bloedvaten te creëren (angiogenese). De endotheliale voorlopercellen dragen al eiwitten die kenmerkend zijn voor vasculaire endotheel op hun oppervlak. Tot op heden zijn voorlopercellen gedetecteerd in meer dan 20 verschillende soorten weefsels, waaronder in de hersenen en het perifere zenuwstelsel.

In de regel worden voorlopercellen die gespecialiseerd zijn in bepaalde weefselsoorten blasten genoemd, b.v. B. als osteoblasten, myeloblasten, neuroblasten en nog veel meer. Kenmerkend voor ze is dat ze meestal nog niet definitief zijn ingedeeld in een bepaald type cel. Typische morfologische kenmerken van de ontploffing zijn een vergrote celkern, een hoog aandeel endoplasmatisch reticulum, een hoog energiemetabolisme gebaseerd op een groot aantal mitochondriën en vele andere kenmerken.

Functie en taken

In de regel verliezen somatische cellen van een bepaald weefsel, volledig gedifferentieerd, niet alleen hun vermogen om te delen, maar ook hun vermogen om terug te vallen in voorlopercellen. Ze worden ook wel unipotent genoemd omdat ze - als ze nog kunnen delen - alleen cellen van hetzelfde type met dezelfde eigenschappen kunnen produceren als ze delen. Het verlies van het vermogen om te delen verschilt van weefseltype tot weefseltype en treedt om veiligheidsredenen op, omdat anders constant nieuw weefsel zou kunnen worden gevormd in het geval van slechts kleine verstoringen, wat bijna onvermijdelijk tot problemen kan leiden.

Voorlopercellen hebben daarom in wezen de taak om weefselcellen te vervangen na verwondingen of weefselverlies veroorzaakt door ziekte, of om te zorgen voor de noodzakelijke aanvulling van gespecialiseerde weefselcellen tijdens groeiprocessen. De mobilisatie van de voorlopercellen vindt plaats zoals vereist en wordt gecontroleerd door verschillende cytokines en interleukines. Afhankelijk van het weefseltype fungeren de voorlopercellen als een patrouille in de bloedbaan of vertegenwoordigen ze de verborgen reserve voor de vorming van nieuwe weefselcellen, die kunnen worden gemobiliseerd voor herstel- en groeidoeleinden. Endotheliale voorlopercellen spelen bijvoorbeeld een speciale rol bij het overwinnen van sepsis.

Sepsis wordt meestal veroorzaakt door bacteriële toxines, die leiden tot verhoogde necrose en apoptose (geprogrammeerde celdood) van endotheelcellen in de bloedvaten. Het is reeds bewezen dat in dergelijke gevallen een verhoogd gehalte van bepaalde cytokinen leidt tot een verhoogde afgifte van endotheliale voorlopercellen uit het beenmerg en dus tot een toename van het herstelmechanisme voor het herstel van de beschadigde vaatbinnenwanden.

Ziekten

Progenitorcellen nemen, als potentiële weefselcellen, de taak op zich om bij ziekte of letsel in te grijpen om de opgelopen weefselschade zo goed mogelijk te elimineren.

De meerfasige activerings- en differentiatiestadia van de voorlopercellen betekenen dat ze zelf tot ziektesymptomen kunnen leiden door verworven of genetische, aangeboren afwijkingen. Acute leukemie is een bekende ziekte van progenitorcellen, die verantwoordelijk zijn voor de aanvulling van witte of rode bloedcellen of bloedplaatjes. Kwaadaardige voorlopercellen verspreiden zich in het beenmerg en verdringen de functionele voorlopercellen. Dit resulteert voornamelijk in bloedarmoede en een tekort aan bloedplaatjes (trombocyten).

De kwaadaardige cellen kunnen zich verspreiden naar bijna alle weefsels, inclusief de huid en slijmvliezen. Ze kunnen zelfs worden gevoeld als kleine knobbeltjes in het mondslijmvlies. Sommige andere kankers zijn ook gebaseerd op veranderde stam- en voorlopercellen. In de meeste gevallen zijn dit gemuteerde stamcellen, waaruit overeenkomstig gemodificeerde voorlopercellen ontstaan ​​die defecten vertonen in bepaalde eiwitcomplexen en zich daarom ongecontroleerd delen, niet beïnvloed door deactiverende cytokinen.