Hvad er en stamcelle?
En stamcelle er en celle, der har evnen til at dele sig (selvreproducere) i ubestemte perioder – ofte i hele organismens levetid. Under de rette betingelser eller med de rette signaler kan stamceller give anledning (differentiere) til de mange forskellige celletyper, der udgør organismen. Det vil sige, at stamceller har potentiale til at udvikle sig til modne celler, der har karakteristiske former og specialiserede funktioner, f.eks. hjerteceller, hudceller eller nerveceller.
Differentieringspotentialet hos stamceller: Grundlæggende begreber og definitioner
Mange af de udtryk, der anvendes til at definere stamceller, afhænger af cellernes adfærd i den intakte organisme (in vivo), under specifikke laboratorieforhold (in vitro) eller efter transplantation in vivo, ofte til et væv, der er forskelligt fra det væv, som stamcellerne stammer fra.
For eksempel siges det befrugtede æg at være totipotent – fra latin totus, der betyder hel – fordi det har potentiale til at generere alle de celler og væv, der udgør et embryo, og som støtter dets udvikling i livmoderen. Det befrugtede æg deler sig og differentierer sig, indtil det producerer en moden organisme. Voksne pattedyr, herunder mennesker, består af mere end 200 slags celler. Disse omfatter nerveceller (neuroner), muskelceller (myocytter), hudceller (epitelceller), blodceller (erytrocytter, monocytter, lymfocytter osv.), knogleceller (osteocytter) og bruskceller (chondrocytter). Andre celler, som er vigtige for embryonets udvikling, men som ikke indgår i embryonets krop, omfatter de ekstraembryonale væv, placenta og navlestrengen. Alle disse celler dannes fra en enkelt, totipotent celle – zygoten eller det befrugtede æg.
De fleste forskere bruger udtrykket pluripotent til at beskrive stamceller, der kan give anledning til celler, der stammer fra alle tre embryonale kimlag – mesoderm, endoderm og ektoderm. Disse tre kimlag er den embryonale kilde til alle kroppens celler (se figur 1.1. Differentiering af menneskelige væv). Alle de mange forskellige slags specialiserede celler, som kroppen består af, stammer fra et af disse kimlag (se tabel 1.1. Embryonale kimlag, hvorfra differentierede væv udvikles). “Pluri” – afledt af det latinske plures – betyder flere eller mange. Pluripotente celler har således potentiale til at give anledning til enhver celletype, en egenskab, der er observeret i det naturlige forløb af den embryonale udvikling og under visse laboratoriebetingelser.
Unipotent stamcelle, et udtryk, der normalt anvendes om en celle i voksne organismer, betyder, at de pågældende celler kun er i stand til at differentiere sig langs én linje. “Uni” er afledt af det latinske ord unus, som betyder én. Det kan også være, at de voksne stamceller i mange differentierede, ubeskadigede væv typisk er unipotente og kun giver anledning til én celletype under normale forhold. Denne proces ville give vævet mulighed for en stabil tilstand af selvfornyelse. Hvis vævet imidlertid bliver beskadiget, og der er behov for udskiftning af flere celletyper, kan pluripotente stamceller blive aktiveret til at reparere skaden.
Den embryonale stamcelle er defineret ved sin oprindelse – den stammer fra et af de tidligste stadier af embryonets udvikling, kaldet blastocysten. Mere specifikt stammer embryonale stamceller fra den indre cellemasse i blastocysten på et stadium, før den implanterer sig i livmodervæggen. Den embryonale stamcelle kan reproducere sig selv og er pluripotent – den kan give anledning til celler, der stammer fra alle tre kimlag.
Den voksne stamcelle er en udifferentieret (uspecialiseret) celle, der findes i et differentieret (specialiseret) væv; den kan forny sig selv og blive specialiseret til at give alle de specialiserede celletyper i det væv, den stammer fra. Voksne stamceller er i stand til selvfornyelse i hele organismens levetid. Kilder til voksne stamceller er blevet fundet i knoglemarven, blodbanen, øjets hornhinde og nethinde, tandpulp i tanden, leveren, huden, mave-tarmkanalen og bugspytkirtlen. I modsætning til embryonale stamceller findes der på nuværende tidspunkt ingen isolerede voksne stamceller, som er i stand til at danne alle celler i kroppen. Det vil sige, at der på nuværende tidspunkt ikke er noget bevis for, at der findes en voksen stamcelle, der er pluripotent.
Figur 1.1. Differentiering af humane væv.
(© 2001 Terese Winslow, Caitlin Duckwall)
| Embryonalt kimlag | Differentieret væv |
|---|---|
| Endoderm | Thymus Thyroid, parathyroid kirtler Larynx, trachea, lunge Hjerneblære, vagina, urinrør Gastrointestinale (GI) organer (lever, bugspytkirtel) Udklædning af GI-kanalen Udklædning af luftvejene |
| Mesoderm | Knoglermarv (blod) Nyrebark Lymfatisk væv Skelet, glat- og hjertemuskulatur Bindelvæv (herunder knogle, brusk) Urogenital system Hjerte og blodkar (vaskulært system) |
| Ektoderm | Hud Neuralt væv (neuroektoderm) Nyremarv Hypofyse Hovedets og ansigtets forbindelsesvæv Øjne, ører |