Stamcelle

En selvfornyende celle som deler seg og gir en celle med identisk utviklingspotensial og en avledet celle med mer begrenset utviklingspotensial. En stamcelle har delingspotensial og kan gi opphav til en ny stamcelle og en avledet celle som differensieres til andre typer celler. Stamcellene hos planter kalles initialceller, og planteceller er totipotent vil si at de har et genprogram som gjør dem istand til å gjendanne hele organismen. Hos dyr finnes omnipotente og pluripotente stamceller, i fosterutviklingen deltar embryonale stamceller.  

Differensiering og spesialisering av avledete celler til forskjellige typer celler og cellevev styres via et regulert gen- og utviklingsprogram. Flere typer celler spesialiseres og termineres og man trodde at disse ikke reprogrammeres til ny celledeling. Dyr har lukket vekst og  planter har åpen vekst. At planteceller er totoipotente blir brukt i plantecellekulturer og formering av plantehybrider. 

Stamceller hos dyr

Hos dyr er det stamceller i bloddannende organer (beinmarg), i tilknytning til alle indre overflater (magetarmsystemet, nyrer, bukspyttkjertel, lunger, beinvev, kjønnsorganer), samt i ytre overflater hud og neglerot. Stamceller ved negleroten kan danne en ny fingertupp hvis den er blitt kuttet av ved et uhell.

Alle steder hvor det skjer deling av stamceller er det en mulighet for at det oppstår feil i celledelingen og hvis dette ikke feilen blir korrigert av tumorsupressorgener, av kontrollsystemene i trinnene i cellesyklus eller i wnt-signalveien,  så kan det resusltere i kreft. Kreft i epitelceller er en vanlig kreftform. 

En befruktet eggcelle som har fusjonert med en spermcelle og dannet en zygote deler seg noen få ganger og danner et første kuleformet stadium morula hvor alle cellene er totipotente stamceller. Det dannes et hulrom mellom det ytre og indre cellelaget som fylles med væske fra egglederen. Ved gjentatte celledelinger dannes et blastulastadium, en blastula med et ytre cellelag, trofoblasten, som danner placenta og fester den til livmorveggen og et indre lag, kimlag, som danner ektoderm, mesoderm og endoderm hos triploblastiske dyr. Stamcellene i blastula kalles embryonale stamceller. Blastula inneholder pluripotente stamceller som kan gi opphav til alle kimlagenes  avledete  celler. men de pluripotente stamcellene er ikke totipotente. Ektoderm danner hudoverflater og nervesystem, endoderm danner det indre laget i fordøyelseskanalen, og mesoderm lager muskler, skjelett og indre organer for sirkulasjon, ekskresjon og reproduksjon. Organene er plassert i et kroppshulrom (coelom).  Celler som bare kan gi opphav til bare noen typer, men ikke hele organismen kalles unipotente stamceller.

Adulte stamceller hos voksne har mistet noen av egenskapene som finnes hos embryonale stamceller. Hematopoietiske stamceller i beinmargen er multipotente stamceller som kan lage forskjellige typer blodceller og beinvevceller..

Hematopoietiske stamceller er multitente stamceller som opprettholder produksjonen av blodceller gjennom hele livsløpet. En regulert selvfornyelse, celledifferensiering og celledød påvirket av blant annet retinoinsyre (vitamin A) som virker som et morfogen i utviklingsprosessen.  

Den amerikanske cellebiogen James Thomson klarte i 1998 å dyrke en cellelinje fra embryonale stamceller fra menneske, og i 2007 induserte pluripotente stamceller.

Embryonale stamceller fra mennesker trenger et cellelag med næringsceller og kan dyrkes på et substrat med embryonale fibroblaster fra mus som næringsceller. Næringsmediet må inneholde alle vekstkomponentene en celle trenger for å vokse og i tillegg spesielle vekstfaktorer.

Japaneren Shinya Yamanaka viste at det var mulig å omprogrammere differensierte celler tilbake til stamceller og fikk sammen med John B Gurdon nobelprisen i fysiologi eller medisin i 2012 «for oppdagelsen at modne celler kan bli reprogrammert til å bli pluripotente».

Noen homeodomene transkripsjonsfaktorer som Oct-4 (oktamerbindende transkripsjonsfaktor) deltar når stamceller fornyer seg, sammen med transkripsjonsfaktoren Sox-2 (sexbestemmende region Y) boks 2) og det RNA-bindende proteinet Lin-28.

LIN28A binder seg til et let-7 pre-mikro-RNa og blokker omdanningen til let7 mikro-RNA i embryonale stamceller hos mus. LIN28A deltar også i fornyelse av stamceller i rundormen Caenorhabditis elegans og blir også uttrykt i embryonale stamceller hos mennesker. LIN28 gir økt produksjon av induserte pluripotente stamceller fra fibroblaster hos mennesker.   Lin28A kan også binder seg også et IGF-2 (insulin-lignende vekstfaktor 2)  mRNA hvor det gir økt translasjon.

SOX2 er en transkripsjonsfaktor (SRY-boks transkripsjonsfaktor 2) som opprettholder fornyelse av embryonale stamceller og nevrale stamceller

Stamcelletransplantasjon og regenerativ medisin

Det er gjort studier som indikerer at føtale stamceller fra placenta (morkaken) koblet til fosteret via navlestrengen kan ha komme over i blodomløpet til mordyret og delta i reparasjoner. Det er i fosterets interesse at mordyret er i best mulig konstitusjon.

En stamcelle kan regenerere seg selv og gi en avledet celle som kan differensieres og spesialisers til forskjellig celletyper.

Litteratur

Thomson, JA et al.: Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science 282 (5391) (1998)1145-1147. DOI: 10.1126/science.282.5391.1145.

Takahashi, K &Yamanaka S: Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell 126 (2006) 663-676.

Yu J et al.: Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells.

 Science. 318 (5858) (2007) 1917–1920. doi:10.1126/science.1151526

Wikipedia

Tilbake til hovedside

Publisert 5. jan. 2021 15:52 - Sist endret 2. jan. 2024 10:59