Cellula progenitrice

Cellule progenitrici hanno proprietà pluripotenti e formano il serbatoio in vari tipi di tessuto da cui si formano le cellule del tessuto somatico attraverso la proliferazione e la differenziazione.

Nascono attraverso la divisione asimmetrica delle cellule staminali pluripotenti, di cui una cellula figlia si sviluppa come cellula progenitrice e l'altra completa lo stock di cellule staminali. Le cellule progenitrici svolgono un ruolo cruciale nella formazione di nuovo tessuto.

Cos'è una cellula progenitrice?

Il termine cellule progenitrici denota cellule precursori di alcuni tipi di tessuto. Nascono attraverso la divisione asimmetrica da cellule staminali multipotenti adulte.

Una cellula figlia della cellula staminale divisa si sviluppa in una cellula progenitrice, mentre l'altra cellula figlia rimane nello stadio di cellula staminale multipotente e completa nuovamente la fornitura di cellule staminali. Finora le cellule staminali adulte sono state rilevate in oltre 20 tipi di tessuto. Dopo la divisione di una cellula staminale, la cellula progenitrice perde la sua multipotenza in più passaggi - stimolata da fattori di crescita - e si differenzia nella cellula del tessuto somatico del tessuto a cui è destinata.

Ciò significa che la multipotenza originaria viene inizialmente trasformata in una pluripotenza, necessaria per lo sviluppo di diverse cellule somatiche all'interno di un tessuto, prima che la cellula si differenzi completamente in cellule del tessuto somatico con perdita completa del suo multiplo o pluripotenza e della sua capacità di dividersi. Ci sono indicazioni che la crescente determinazione delle cellule progenitrici su un tessuto speciale è ancora reversibile fino a un certo stadio di sviluppo. La differenziazione delle cellule è controllata da fattori di crescita tessuto-specifici.

L'area di ricerca che si occupa di cellule progenitrici è soggetta a sviluppo dinamico, per cui non si è ancora sviluppata una nomenclatura generalmente applicabile. Alcuni ricercatori quindi usano ancora i termini cellula progenitrice e cellula staminale come sinonimi. Poiché le cellule progenitrici differiscono da tessuto a tessuto in termini di potenziale di sviluppo, a volte vengono definite cellule staminali determinate.

Anatomia e struttura

La particolarità delle cellule progenitrici è che sono ancora parzialmente in grado di maturare in cellule diverse all'interno di un tessuto. Pertanto differiscono da tessuto a tessuto. Ad esempio, viene fatta una distinzione tra cellule progenitrici ematopoietiche e endoteliali.

Dalle cellule precursori ematopoietiche, che si trovano principalmente nel midollo osseo, possono svilupparsi globuli bianchi o rossi nel corso di ulteriori fasi di differenziazione. Le cellule progenitrici endoteliali circolano principalmente nel sangue e provengono anche dal midollo osseo. Se necessario, vengono utilizzati per riparare i vasi sanguigni e per creare nuovi vasi (angiogenesi). Le cellule progenitrici endoteliali trasportano già sulla loro superficie le proteine ​​caratteristiche dell'endotelio vascolare. Ad oggi, le cellule progenitrici sono state rilevate in più di 20 diversi tipi di tessuto, inclusi il cervello e il sistema nervoso periferico.

Di regola, le cellule progenitrici specializzate in determinati tipi di tessuto sono chiamate blasti, ad es. B. come osteoblasti, mieloblasti, neuroblasti e molti altri. Sono caratterizzati dal fatto che di solito non sono stati ancora assegnati definitivamente a un tipo specifico di cella. Le caratteristiche morfologiche tipiche dei blasti sono un nucleo cellulare allargato, un'alta percentuale di reticolo endoplasmatico, un metabolismo ad alta energia basato su un numero elevato di mitocondri e molte altre caratteristiche.

Funzione e compiti

Di regola, le cellule somatiche differenziate di un determinato tessuto non solo perdono la loro capacità di dividersi, ma anche la loro capacità di regredire in cellule progenitrici. Sono anche detti unipotenti perché - se sono ancora in grado di dividersi - possono produrre solo cellule dello stesso tipo con le stesse proprietà quando si dividono. La perdita della capacità di divisione varia da tipo di tessuto a tipo di tessuto e si verifica per motivi di sicurezza, poiché altrimenti si potrebbe formare costantemente nuovo tessuto con disturbi minori, che possono quasi inevitabilmente portare a problemi.

Le cellule progenitrici hanno quindi essenzialmente il compito di sostituire le cellule dei tessuti dopo lesioni o perdita di tessuto causate da malattie, o garantire il necessario rifornimento di cellule tissutali specializzate durante i processi di crescita. La mobilizzazione delle cellule progenitrici avviene secondo necessità ed è controllata da varie citochine e interleuchine. A seconda del tipo di tessuto, le cellule progenitrici fungono da pattuglia nel flusso sanguigno o rappresentano la riserva nascosta per la formazione di nuove cellule tissutali, che possono essere mobilitate per scopi di riparazione e crescita. Ad esempio, le cellule progenitrici endoteliali svolgono un ruolo speciale nel superare la sepsi.

La sepsi è solitamente innescata da tossine batteriche, che portano ad un aumento della necrosi e dell'apoptosi (morte cellulare programmata) delle cellule endoteliali nei vasi. È già stato dimostrato che in questi casi un aumento del livello di alcune citochine porta ad un aumento del rilascio di cellule progenitrici endoteliali dal midollo osseo e quindi ad un aumento del meccanismo di riparazione per il ripristino delle pareti dei vasi interni danneggiati.

Malattie

In quanto potenziali cellule tissutali, le cellule progenitrici assumono il compito di intervenire in caso di malattia o infortunio al fine di eliminare al meglio il danno tissutale subito.

Le fasi di attivazione e differenziazione a più stadi delle cellule progenitrici fanno sì che queste stesse possano portare ai sintomi della malattia attraverso difetti acquisiti o genetici congeniti. La leucemia acuta è una malattia ben nota delle cellule progenitrici, che sono responsabili del rifornimento di globuli bianchi o rossi o piastrine. Le cellule progenitrici maligne si diffondono nel midollo osseo e spostano le cellule progenitrici funzionali. Ciò si traduce principalmente in anemia e mancanza di piastrine (trombociti).

Le cellule maligne possono diffondersi in quasi tutti i tessuti, compresa la pelle e le mucose. Sono anche palpabili come piccoli noduli nella mucosa orale. Alcuni altri tumori si basano anche su cellule staminali e progenitrici alterate. Nella maggior parte dei casi, si tratta di cellule staminali mutate, da cui derivano cellule precursori adeguatamente modificate che presentano difetti in alcuni complessi proteici e quindi si dividono in modo incontrollato disattivando le citochine.