Vad är en stamcell?
En stamcell är en cell som har förmågan att dela sig (självreplikering) på obestämd tid – ofta under hela organismens livstid. Under rätt förhållanden, eller om de får rätt signaler, kan stamceller ge upphov till (differentiera) de många olika celltyper som utgör organismen. Det vill säga, stamceller har potential att utvecklas till mogna celler som har karakteristiska former och specialiserade funktioner, till exempel hjärtceller, hudceller eller nervceller.
Differentieringspotentialen hos stamceller: Många av de termer som används för att definiera stamceller beror på hur cellerna beter sig i den intakta organismen (in vivo), under specifika laboratorieförhållanden (in vitro) eller efter transplantation in vivo, ofta till en annan vävnad än den från vilken stamcellerna härstammar.
Det befruktade ägget sägs till exempel vara totipotent – från latinets totus, som betyder hel – eftersom det har potential att generera alla de celler och vävnader som utgör ett embryo och som stöder dess utveckling i livmodern. Det befruktade ägget delar sig och differentierar sig tills det ger upphov till en mogen organism. Vuxna däggdjur, inklusive människor, består av mer än 200 typer av celler. Dessa omfattar nervceller (neuroner), muskelceller (myocyter), hudceller (epitelceller), blodceller (erytrocyter, monocyter, lymfocyter etc.), benceller (osteocyter) och broskceller (kondrocyter). Andra celler som är viktiga för embryonalutvecklingen men som inte införlivas i embryots kropp är de extraembryonala vävnaderna, moderkakan och navelsträngen. Alla dessa celler genereras från en enda, totipotent cell – zygoten, eller det befruktade ägget.
De flesta forskare använder termen pluripotent för att beskriva stamceller som kan ge upphov till celler som härstammar från alla tre embryonala könsskikt – mesoderm, endoderm och ektoderm. Dessa tre könsskikt är den embryonala källan till alla kroppens celler (se figur 1.1. Differentiering av mänskliga vävnader). Alla de många olika typer av specialiserade celler som kroppen består av härstammar från ett av dessa könsskikt (se tabell 1.1). Embryonala könsskikt från vilka differentierade vävnader utvecklas). “Pluri” – härstammar från latinets plures – betyder flera eller många. Pluripotenta celler har således potential att ge upphov till vilken typ av cell som helst, en egenskap som observeras under det naturliga förloppet av embryonal utveckling och under vissa laboratorieförhållanden.
Unipotent stamcell, en term som vanligen tillämpas på en cell i vuxna organismer, innebär att cellerna i fråga har förmåga att differentiera sig längs endast en linje. “Uni” kommer från det latinska ordet unus, som betyder en. Det kan också vara så att de vuxna stamcellerna i många differentierade, oskadade vävnader typiskt sett är unipotenta och ger upphov till endast en celltyp under normala förhållanden. Denna process skulle möjliggöra ett stabilt tillstånd av självförnyelse i vävnaden. Om vävnaden skadas och det krävs ersättning av flera celltyper kan dock pluripotenta stamceller aktiveras för att reparera skadan.
Den embryonala stamcellen definieras genom sitt ursprung – det vill säga från ett av de tidigaste stadierna i embryots utveckling, som kallas blastocysten. Närmare bestämt härstammar embryonala stamceller från den inre cellmassan i blastocysten i ett skede innan den skulle inplantera sig i livmoderslemhinnan. Den embryonala stamcellen kan självföröka sig och är pluripotent – den kan ge upphov till celler som härstammar från alla tre könsskikten.
Den vuxna stamcellen är en odifferentierad (ospecialiserad) cell som finns i en differentierad (specialiserad) vävnad; den kan förnya sig själv och bli specialiserad för att ge upphov till alla de specialiserade celltyperna i den vävnad från vilken den härstammar. Vuxna stamceller kan förnya sig själva under hela organismens livstid. Källor till vuxna stamceller har hittats i benmärgen, blodomloppet, ögats hornhinna och näthinna, tandköttet i tanden, levern, huden, mag-tarmkanalen och bukspottkörteln. Till skillnad från embryonala stamceller finns det i dagsläget inga isolerade vuxna stamceller som kan bilda alla kroppens celler. Det vill säga, det finns för närvarande inga bevis för en vuxen stamcell som är pluripotent.
Figur 1.1. Differentiering av mänskliga vävnader.
(© 2001 Terese Winslow, Caitlin Duckwall)
| Embryonalt cellskikt | Differentierad vävnad |
|---|---|
| Endoderm | Thymus Thyreoidea, bisköldkörtlar Larynx, trakea, lunga Ryggblåsa, vagina, urinrör Gastrointestinala (GI) organ (lever, bukspottkörtel) Förpackning av GI-kanalen Förpackning av luftvägarna |
| Mesoderm | Knoglemärg (blod) Njurbarkhinnan Lymfatisk vävnad Skelettet, och hjärtmuskulatur Skelettvävnad (inklusive ben, brosk) Urogenitalt system Hjärta och blodkärl (kärlsystem) |
| Ektoderm | Hud Neural vävnad (neuroektoderm) Njurmärg Hypofysen Huvudets bindväv Huvudets och ansiktets bindväv Ögon, öron |