Komórki macierzyste

Definicja

Komórki macierzyste to pierwotne, niewyspecjalizowane komórki, które mają nieograniczoną zdolność do samoodnawiania oraz różnicowania się w wyspecjalizowane komórki potomne tworzące tkanki i narządy. Poprawne funkcjonowanie organizmu zależne jest od homeostazy

tkankowej a utrzymanie homeostazy związane jest z pulą komórek macierzystych utrzymującą w równowadze liczbę komórek somatycznych organizmu. W każdym narządzie organizmu systematycznie powstają nowe komórki, które dojrzewają, różnicują się w wyspecjalizowane komórki danego narządu a po wypełnieniu swojej funkcji biologicznej giną w procesie apoptozy. Komórki macierzyste, rezydujące w niszy komórkowej danego narządu, otrzymują sygnały z otoczenia uszkodzonej tkanki i rozpoczynają proces naprawy prowadzący do regeneracji tkanek.

Rodzaje komórek macierzystych

1. Komórki totipotencjalne – najbardziej pierwotne komórki, są to jedyne komórki w organizmie zdolne do różnicowania się do każdego typu embrionalnych komórek somatycznych i powstania całego organizmu. Powstają w wyniku zapłodnienia tworząc zygotę a następnie w dalszym procesie rozwojowym tworzą blastomery. Są zdolne do tworzenia łożyska, łączącego płód z organizmem matki.
2. Komórki pluripotencjalne – są to komórki potomne totipotencjalnych komórek macierzystych i mogą dać początek komórkom trzech listków zarodkowych: endodermy, mezodermy i ektodermy. Komórki te są zdolne do organizowania się i tworzenia dowolnej tkanki w procesie embriogenezy (z wyjątkiem komórek łożyska). Wraz z rozwojem płodu i formowaniem się poszczególnych struktur tkankowych, komórki pluripotencjalne tracą swój pluripotentny charakter na rzecz tkankowo-specyficznego charakteru. Komórki pluripotencjalne można spotkać tylko podczas rozwoju embrionalnego, nie mogą jedynie przekształcić się powrotnie w komórki totipotencjalne.
3. Komórki multipotencjaln'e' – to komórki charakteryzujące się zdolnością do tworzenia tkanek w obrębie jednego z trzech listków zarodkowych
   • Pierwszy listek zarodkowy (ektoderma) – tkanka nerwowa, tkanka nabłonkowa, przydatki skórne,
   • Drugi listek zarodkowy (endoderma) – układ trawienny, układ oddechowy, układ endokrynny, układ moczowy, narządy zmysłów,
   • Trzeci listek zarodkowy (mezoderma) – tkanka kostna, tkanka chrzęstna, mięśnie szkieletowe, mięśnie gładkie, mięsień sercowy, ścięgna, więzadła, tkanka tłuszczowa. Przykładem multipotencjalnych komórek trzeciego listka zarodkowego są Mezenchymalne Komórki Macierzyste (ang. mesenchymal stem cells -MSC).Komórki multipotencjalne rezydują w niszach komórkowych a ich liczba zwykle maleje wraz z wiekiem i wraz ze zdolnością do samoodnowy organizmu.
4. Komórki unipotencjalne– komórki wyspecjalizowane do różnicowania się w stronę zdefiniowanych komórek danej tkanki z zachowaną zdolnością do podziałów (w przeciwieństwie do komórek dojrzałych). Przykładem komórek unipotencjalnych są np. mioblasty różnicujące się w stronę miocytu - dojrzałej komórki mięśniowej, lub osteoblasty różnicujące się w stronę osteocytu – komórki tworzącej kość. Komórki unipotencjalne rezydują w tkankach i odpowiadają na sygnały związane z uszkodzeniem tkanki poprzez ich aktywację i następową regenerację tkanki.