Stamceller - arter og opgaver

Klassificering efter potentialet for differentiering

Fra allround til specialist

Ud over deres evne til at regenerere har stamceller en enorm evne til at differentiere sig. En kategorisering kan derfor også laves på dette grundlag. Stamceller kan groft opdeles i generalister og specialister. Jo tidligere en stamcelle begynder at udvikle sig, jo større er dens differentieringspotentiale.

Omnipotente/Totipotente stamceller

Ved omnipotente eller totipotente stamceller angives deres specielle evne allerede i navnet. En komplet organisme kan nemlig udvikle sig fra disse stamceller. Stamceller er kun omnipotente (all-rounders) i begyndelsen af ​​den embryonale udvikling. Efter at ægget er befrugtet tager det tre til fem dage at nå blastocyststadiet. I løbet af denne periode er alle celler i stand til at udvikle alle organer, alt organismens væv og det ekstraembryoniske væv såsom placenta, chorion og amnion. Dette er vigtigt for tilblivelsen af ​​det ufødte liv i livmoderen. Den første differentiering forekommer med blastocyst-stadiet: embryoet (embryoblast) udvikler sig fra de indre cellelag og de ydre cellelag danner fostervand, navlesnor og placenta (trophoblast). Dette betyder, at de embryonale stamceller mister deres totipotens. Fra dette øjeblik er de nu “kun” pluripotente.

Pluripotente stamceller

Alt humant væv kan udvikle sig fra de embryonale stamceller i blastocyststadiet. De embryonale stamceller kan dog ikke lave et komplet menneske, dvs. at de ikke længere udvikle sig en ny organisme med moderkage, navlesnor, hinder, etc, som de totipotente kan. Disse stamceller kaldes pluripotente, da de fortsat har enormt mange forskellige muligheder. De er i stand til at differentiere sig til alle celletyper og er et niveau i hierarkiet lige under de totipotente stamceller.

Multipotente stamceller

Efter differentieringen af ​​pluripotente stamceller til bestemte vævstyper fortsætter cellerne med at udvikle sig inden for hver vævstype. Denne opgave udføres nu af multipotente stamceller. For eksempel udvikler de forskellige blodlegemer og blodplader fra blodstamcellerne. Multipotente stamceller er hverken generalister eller specialister, men er lige imellem i hierarkiet. De multipotente stamceller differentierer sig i den postembryoniske fase (voksenstadiet) af menneskelig udvikling. De er mestre indenfor regenerering og erstatter døde celler i forskellige væv f.eks. efter skader

Oligopotente stamceller

Oligopotente stamceller har kun få differentieringsmuligheder inden for deres vævstyper. De er på tærsklen fra generalist til specialist. Selvom de ikke er så interessante for forskning som stamcellerne fra de højere hierarkiske niveauer, udfører de vigtige funktioner i interaktion med de andre celler, for eksempel i bloddannelse.

Unipotente stamceller

De sande specialister udgøres af unipotente stamceller (single masters). De har det laveste potentiale for differentiering, fordi de kun kan udvikle sig til en enkelt celletype. Ligesom andre stamcelletyper har unipotente stamceller evnen til at reparere og igangsætte regenereringsprocesser. De dyrkes i store mængder i laboratoriet og spiller en vigtig rolle i stamcellebehandling.

Klassifisering efter den ontogenetiske alder

Jo yngre jo bedre

Alle mennesker indeholder stamceller – fra det tidspunkt, hvor vi dannes i livmoderen og indtil vi dør. Da stamcellernes potentiale falder med stigende alder, (dvs. ikke er konstante), er stamcellerne også klassificeret i henhold til deres “ontogenetiske alder”. I biologi forstås ontogenese som udviklingen af ​​organismen – fra den befrugtede ægcelle til det kønsmodne individ, dvs. den voksne. Baseret på dette er der en opdeling i embryonale, føtale og voksne stamceller.

Embryonale stamceller findes kun i ganske kort tid. De voksne stamceller deler sig i livet.

Embryonale stamceller

Embryonale stamcelle er “moder til alle celler”. De er kendt som allrounder, er klassificeret som totipotente og kan udvikle sig til enhver celletype, dvs. til en helt ny organisme. Embryonale stamceller eksisterer dog kun i et par dage – mellem befrugtning af ægcellen (zygoten) og udviklingen af ​​blastocyst i livmoderen. Derefter starter den første fase af differentiering og de pluripotente stamceller overtager kommandoen. For at være i stand til at bruge embryonale stamceller i forskning, skal man kunstigt dyrke embryoner og derefter ødelægge dem igen. Dette er etisk meget kontroversielt. Derfor er produktion og brug kun tilladt under stærkt regulerede og strengeste betingelser.

Føtale stamceller

Overgangen fra embryon til foster er ret flydende. Det er almindeligt at tale om et foster fra den ottende uge af graviditeten. Føtale stamceller dannes imidlertid allerede efter cirka en uge i livmoderen – når blastocysten dannes og differentieringspotentialet falder. Fosterstamceller er overvejende multipotente, dvs. de er allerede bundet til en bestemt type væv. Forskning med disse celler er mindre kontroversiel end for embryonale stamceller. De kan f.eks. doneres til videnskabelige formål i forbindelse med aborter.

Voksen stamceller

Anders als embryonale Stammzellen sind adulte (erwachsene) Stammzellen nicht mehr in der Lage, sich in alle Zelltypen eines Organismus zu differenzieren. Bei ihnen ist die Zellentwicklung schon so weit fortgeschritten, dass sie eine hohe Spezialisierung aufweisen. Jedes Gewebe im Körper hat seinen eigenen Stammzelltyp. Adulte Stammzellen sind jedoch immer noch multipotent und übernehmen im Körper vor allem Reparaturaufgaben. Sie lassen sich während der gesamten Lebenszeit in einem Organismus nachweisen, beispielsweise in den Organen und im Knochenmark. Nach der Geburt spielen sie auch eine wichtige Rolle bei der Gewinnung und Sicherung von Nabelschnurblut. Adulte Stammzellen gelten als „Reservisten“ des Körpers, denn sie können zugrunde gegangene Zellen ersetzen, beispielsweise Haut- oder Blutzellen.

I modsætning til embryonale stamceller er voksne stamceller ikke længere i stand til at differentiere sig til alle celletyper af en organisme. Deres celleudvikling er så avanceret, at de viser en høj grad af specialisering. Hvert væv i kroppen har sin egen type stamcelle. Det forholder sig dog sådan, at voksne stamceller stadig er multipotente. De udfører primært reparationsopgaver i kroppen og de kan påvises i en organisme i hele dennes levetid, f.eks. i organerne og i knoglemarven. Efter fødslen spiller de også en vigtig rolle i forbindelse med opsamling og opbevaring af stamceller fra navlesnoren. Voksne stamceller betragtes som kroppens “reservister”, fordi de kan erstatte døde celler, såsom hud eller blodlegemer

Neonatale stamceller

En særlig form for voksne stamceller er de neonatale stamceller, som kan fås fra f.eks. navlesnorsblod -og væv umiddelbart efter fødslen. Neonatale stamceller er multipotente og særligt vitale, da de kan differentiere sig ud i forskellige væv. Derudover er de ubelastede/rene, da mutationer, sygdomme og miljøpåvirkninger endnu ikke har været i stand til at skade dem

Navlesnorsblodet indeholder et særligt stort antal hæmatopoietiske stamceller – stamceller, der er ansvarlige for bloddannelsen. I navlesnorsvævet dominerer de mesenkymale stamceller imidlertid. Disse spiller en vigtig rolle i bindevævets struktur. Fra et medicinsk synspunkt er de neonatale stamceller fra navlesnoren en dyrebar skat, fordi de er fra en sikker kilde og allerede bruges med succes i mange forskelige stamcellebehandlinger.