wielkość czcionki

Wiedza

Potencjał teraupetyczny szpiku

"Pomijając oczywiste wnioski terapeutyczne, nowe idee wyłaniające się na fali obecnej rewolucji w dziedzinie komórek macierzystych mogą być odpowiedzią na to dlaczego szpik kostny jest najbardziej chronionym organem ciała, chronionym nawet bardziej niż mózg. Zlokalizowany jest on głęboko w kościach, a jeśli tego byłoby mało, jest też rozprzestrzeniony w wielu miejscach organizmu, tak że utrata jednej kości nie powoduje utraty funkcji. Dlaczego natura tak kompulsywna w ochronie szpiku kostnego? Dlaczego hematopoeza musi odbywać się wewnątrz kości, a nie na przykład w wątrobie lub śledzionie, tak jak ma to miejsce podczas rozwoju płodowego? Działania natury zawsze mają jakiś powód."

Źródło: Heeschen: Bolli R et al; Regeneracja serca przy współudziale komórek szpiku kostnego: Prawdziwa rewolucja; J of Am Cardio; (46) 1659-61

Czym jest szpik kostny

Twierdzenie, że szpik kostny zawiera komórki macierzyste nie jest nowe. Prawda jest taka, że znany jest fakt, iż szpik kostny zawiera najbogatszą populację komórek macierzystych ze wszystkich miejsc w organizmie.

Dwa najważniejsze typy komórek macierzystych w szpiku kostnym dorosłego człowieka to: komórki macierzyste hematopoezy, które tworzą komórki krwi i komórki odpornościowe oraz zrębowe (mezenchymatyczne) komórki macierzyste, które w normalnych warunkach tworzą kości, chrząstki, tkankę łączną włóknistą oraz tkankę tłuszczową. Niedawno zidentyfikowano populację komórek progenitorowych pochodzących ze szpiku kostnego, które różnicują się w komórki śródbłonka – a więc w ten typ komórek, które tworzą wewnętrzną ścianę naczyń krwionośnych – i nazwano je komórkami progenitorowymi śródbłonka. Liczba komórek macierzystych w szpiku kostnym dorosłego jest niewielka. Szacuje się, że 1 na 10 000 do 15 000 komórek w szpiku to komórka macierzysta hematopoezy.

Strukturalnie szpik kostny składa się z komórek hemopoezy umieszczonych w sieci naczyń krwionośnych i rozgałęzionych komórek fibroblastów. Dopływ krwi jest zapewniony dzięki odżywiającej tętnicy kości oraz korowych naczyń włosowatych, które komunikują się tworząc śródkostną sieć, która z kolei tworzy odpływ poprzez zatoki szpiku do zatoki centralnej. Najbardziej wyróżniającymi się elementami w układzie naczyniowym są zatoki żylne, duże naczynia o grubych ścianach, które tworzą system odpływu przenoszący w razie potrzeby komórki krwi oraz komórki macierzyste do krwiobiegu.

Co to jest komórka macierzysta

Komórki macierzyste występują w dużych ilościach w szpiku kostnym. Szpik kostny można postrzegać jako strukturę zawierającą zorganizowany, hierarchiczny system z multipotencjalnymi, samoodnawiającymi się komórkami macierzystymi na szczycie, zdeterminowanymi komórkami progenitorowymi w środku i komórkami prekursorowymi u dołu, mogącymi tworzyć tylko określone linie komórek, które dają początek komórkom krańcowo zróżnicowanym.

Komórka macierzysta jest wyjątkowa w tym, że ma zdolność samoodnawiania i tworzenia wyspecjalizowanych typów komórek. Dojrzałe komórki macierzyste zdolne są do tworzenia swoich identycznych kopii podczas całego życia organizmu. Zwykle komórki macierzyste tworzą przejściowy typ komórki lub kilka typów komórek zanim osiągną stan pełnego zróżnicowania. Komórka przejściowa nazywana jest komórką prekursorową lub progenitorową i posiada określone wyspecjalizowane funkcje. Komórki progenitorowe lub prekursorowe różnią się od komórek macierzystych w następujący sposób. Kiedy komórka macierzysta dzieli się, powstaje dokładna kopia komórki macierzystej, która z kolei jest zdolna do wytworzenia następnej identycznej kopii. Dodatkowo, druga komórka wytworzona przy podziale komórki macierzystej jest komórką progenitorową. Z kolei gdy dzieli się komórka progenitorowa lub prekursorowa, może ona utworzyć kolejne komórki progenitorowe lub prekursorowe lub dwie wyspecjalizowane komórki, z których żadna nie jest zdolna do samoreplikacji. To właśnie komórki progenitorowe lub prekursorowe zastępują w organizmie komórki uszkodzone bądź martwe.

Komórka macierzysta

Komórki macierzyste w obrębie szpiku kostnego pozostają niezróżnicowane (niezdeterminowane lub niewyspecjalizowane) do momentu otrzymania zewnętrznego sygnału do podziału lub zróżnicowania (rozwinięcia się w komórkę wyspecjalizowaną). Ta zdolność do namnażania i zmiany typu komórki docelowej to właśnie cecha odróżniająca komórki macierzyste od innych komórek.

Ponieważ istnieje wiele rodzajów komórek macierzystych i progenitorowych w obrębie szpiku kostnego i ponieważ komórki specyficzne wyglądają dość podobnie do innych komórek macierzystych, jak zatem można zidentyfikować populację komórek specyficznych?

Najpowszechniejszym sposobem jest identyfikacja przy pomocy markerów białkowych występujących na powierzchni komórek Takie markery komórkowe można oznaczyć za pomocą przeciwciał monoklonalnych wyposażonych w etykietę fluorescencyjną i wydobyć z próbki szpiku kostnego przy pomocy sortowania aktywowanego fluorescencyjnie. Jednym z takich markerów jest CD 34. Komórki wykazujące powinowactwo do białek CD34 nazywane są CD34+.

Jaka jest rola komórek macierzystych w procesie naprawczym tkanki?

Kolejnym terminem używanym do określenia komórek macierzystych jest termin "pluripotencjalne". Oznacza to, że komórka macierzysta może przekształcić się w dowolną komórkę organizmu. Jest to prawdą w przypadku embrionalnych komórek macierzystych, ale nie w przypadku komórek macierzystych dorosłego człowieka. Komórki macierzyste u dorosłych mają pewne ograniczenia co do typów komórek, które mogą z nich powstać. Lepszym terminem na określanie komórek macierzystych u dorosłych jest termin "multipotencjalne". Fakt ten czyni komórki macierzyste istotą mechanizmu regeneracji tkanki.

Wzrost nowych komórek przy naprawie uszkodzonej tkanki rozpoczyna się od komórek macierzystych. W miejscu uszkodzenia wydzielane są cytokiny, które stymulują uwolnienie komórek macierzystych ze szpiku kostnego do krwiobiegu i ich transport do miejsca uszkodzenia. Gdy dotrą na miejsce, obecne tam czynniki wzrostu i cytokiny zapoczątkują podział komórek i proces naprawy. Powszechnie znany jest fakt, iż środowisko miejsca uszkodzenia w znacznym stopniu wpływa na to jak ostatecznie komórki się zróżnicują. Ten sam mechanizm odnosi się do przypadków ortopedycznych, a także przy naprawie tkanek miękkich. Komórki macierzyste ze szpiku kostnego zaangażowane są w naprawę uszkodzeń tkanek w większości organów ciała.