Chondrogenesis
Definition
Chondrogenesis is the process of cartilage formation by multipotent stem cells of the third germ layer - the mesoderm. The stem cells at early stage of chondrogenic development, after receiving a differentiation signal, becomes a cartilage progenitor cell and loses the ability to differentiate into other cells of mesenchymal origin. Mesenchymal stem cells differentiate into cartilage progenitor cells, chondroblasts, which are characterized by the ability to create a functional extracellular matrix composed of collagen fibers, elastin, and proteoglycans. Chondrocytes formed after differentiation, together with the amorphous intercellular matrix, contribute to formation of various type of cartilage tissue [1]. A characteristic feature of cartilage tissue is the lack of blood and lymph vessels, and the nourishment of chondrocytes occurs by diffusion from the perichondrium. There are no nerve endings in the cartilage tissue.
Wyróżniamy trzy rodzaje tkanki chrzęstnej:
- Chrząstka szklista – tkanka o grubości ok. 2-4 mm, zbudowana głównie z kolagenu typu II i typu IX, proteoglikanów, chondrocytów i wody (65-80%). Z chrząstki szklistej zbudowane są m.in. powierzchnie stawowe, krtań, chrzęstne pierścienie tchawicy i oskrzeli, przegroda nosowa [2].
- Chrząstka włóknista – składa się z bardzo gęstej sieci włókien kolagenowych (głównie kolagenu typu I) i jest składnikiem budulcowym ścięgien, więzadeł, spojenia łonowego oraz chrząstki międzykręgowej [3].
- Chrząstka sprężysta – zbudowana głównie z elastyny i kolagenu typu II, charakteryzuje się wysoką elastycznością i zdolnością odkształcania. Z chrząstki sprężystej zbudowane są m.in. małżowina uszna, przewód słuchowy, trąbka słuchowa, nagłośnia oraz małe chrząstki krtani.
Tkanka chrzęstna jest narażona na wiele uszkodzeń spowodowanych czynnikami fizycznymi (nadmierny wysiłek fizyczny) oraz niektórymi chorobami o podłożu autoimmunologicznym. Jeżeli procesy degeneracyjne przeważają nad procesami regeneracyjnymi dochodzi do trwałego uszkodzenia i dysfunkcji tkanki chrzęstnej. Procesy regeneracyjne można wspomagać terapią komórkową z zastosowaniem mezenchymalnych komórek macierzystych poddanych różnicowaniu w kierunku chondrocytów w warunkach in vitro [4][5].
Bibliografia
- ↑ Woods A, Wang G, Beier F. Regulation of chondrocyte differentiation by the actin cytoskeleton and adhesive interactions. J Cell Physiol. 2007 Oct;213(1):1-8. doi: 10.1002/jcp.21110
- ↑ Alice J. Sophia Fox M, Asheesh Bedi, MD, and Scott A. Rodeo, MD. The Basic Science of Articular Cartilage. Sports Health. 2009:461-8
- ↑ Benjamin M, Ralphs JR. Biology of fibrocartilage cells. Int Rev Cytol. 2004;233:1-45. doi: 10.1016/S0074-7696(04)33001-9
- ↑ Solchaga LA, Penick KJ, Welter JF. Chondrogenic differentiation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells: tips and tricks. Methods Mol Biol. 2011;698:253-78. doi: 10.1007/978-1-60761-999-4_20
- ↑ Wu L, Bluguermann C, Kyupelyan L, Latour B, Gonzalez S, Shah S, Galic Z, Ge S, Zhu Y, Petrigliano FA, Nsair A, Miriuka SG, Li X, Lyons KM, Crooks GM, McAllister DR, Van Handel B, Adams JS, Evseenko D. Human developmental chondrogenesis as a basis for engineering chondrocytes from pluripotent stem cells. Stem Cell Reports. 2013 Dec 12;1(6):575-89. doi: 10.1016/j.stemcr.2013.10.012