Toate celulele stem, indiferent de sursa de unde provin, au trei proprietati generale: sunt capabile de a se divide si de a se reinnoi singure perioade lungi de timp, sunt nespecializate si pot da nastere celulelor specializate.

Celulele stem difera de alte tipuri de celule din organism. Cercetatorii incearca sa inteleaga doua proprietati fundamentale ale celulelor stem care sunt legate de capacitatea lor de a se reinnoi singure pe termen lung:

• de ce pot celulele stem embrionare sa se divida timp de un an, sau chiar mai multi, in laborator fara sa se diferentieze, dar majoritatea celulelor stem adulte nu pot?
• care sunt factorii din organismele vii care regleaza in mod normal proliferarea celulelor stem si auto-reinnoirea?

Gasirea raspunsurilor la aceste intrebari face posibil intelegerea regulii dupa care se inmultesc celulele in timpul dezvoltarii normale a embrionului sau in timpul diviziunii celulare anormale care duce la aparitia cancerului.

Celulele stem sunt capabile de a se divide si reinnoi singure perioade lungi de timp

Spre deosebire de celulele musculare, sangvine sau nervoase - care in mod normal nu se inmultesc - celulele stem se pot inmulti de mai multe ori. Cand celulele se inmultesc singure de mai multe ori, inseamna ca se multiplica. O populatie initiala de celule stem care se multiplica mai multe luni de zile in laborator pot da nastere la milioane de celule. Daca celulele rezultante continua sa fie nespecializate, ca celulele stem parinte, se spune ca acestea sunt capabile de a se auto-reinnoi pe termen lung.

Factorii specifici si conditiile care permit celulelor stem sa ramana nespecializate sunt de mare interes pentru cercetatori. Acestora le-a trebuit multi ani de experimente ca sa invete sa inmulteasca celulele stem in laborator fara ca acestea sa se difereniteze spontan in celule specifice. De exemplu, au fost necesari 20 de ani pentru a descoperi cum sa cultive in laborator celule stem embrionare umane, urmand modelul dezvoltarii conditiilor pentru cresterea celulelor stem provenind de la soareci. O zona importanta de cercetare, consta in intelegerea semnalelor dintr-un organism matur care determina ca o populatie de celule stem sa se multiplice si sa ramana nespecializata pana cand este nevoie ca aceste celule sa repare un tesut specific.

Celulele stem sunt specializate

Una dintre proprietatile fundamentale ale unei celule stem este ca nu are nici o structura specifica a tesutului care sa-i permita sa indeplineasca functii specializate.

O celula stem:

• nu poate lucra alaturi de vecinii ei ca sa pompeze sange prin organism (ca o celula din muschiul inimii);
• nu poate transporta molecule cu oxigen prin fluxul sangvin (ca un hematocit);
• nu poate sa amplifice semnalele electrochimice spre alte celule care permite organismului sa se miste sau sa vorbeasca (ca o celula nervoasa).

Oricum, celulele stem pot da nastere celulelor specializate, inclusiv celulelor cardiace, celulelor sangvine sau a celor nervoase.

Celulele stem pot da nastere unor celule specializate

Cand celulele stem nespecializate se transforma in celule specializate, procesul se numeste diferentiere. Cercetatorii incep sa inteleaga semnalele din interiorul si exteriorul celulelor care sunt un factor declansator pentru diferentierea celulelor stem. Semnalele din interior sunt controlate de niste gene ale celulei care sunt intercalate de-a lungul sirurilor de ADN, iar acestea poarta instructiuni codificate pentru toate structurile si functiile unei celule. Printre semnalele exterioare pentru diferentierea celulara se includ hormonii secretati de alte celule, contactul fizic cu celulele vecine si anumite molecule din micro-mediului inconjurator.

Prin urmare, mai raman multe intrebari fara raspuns referitoare la diferentierea celulara. De exemplu, semnalele interne si externe sunt identice pentru diferentierea celulara a tuturor tipurilor de celule stem? Se pot identifica seturi de semnale specifice care duce la diferentierea in tipuri de celule specifice?

Celulele stem adulte genereaza in mod tipic tipurile de celule din testurile in care acestea rezida. O celula stem adulta, care formeaza sangele, localizata in maduva osoasa, de exemplu, in mod normal da nastere numeroaselor tipuri de celule din sange, precum hematiile, leucocitele si trombocitele.

Pana de curand, se considera ca o celula din maduva osoasa, responsabila de formarea sangelui - numita celula stem hematopoietica - nu poate da nastere celulelor care formeaza un tesut radical diferit, ca de exemplu celulele nervoase din creier. Cu toate acestea, experimentele din ultimii ani au aratat ca celulele stem dintr-un tesut pot da nastere unor tipuri de celule ce formeaza un tesut complet diferit, fenomen cunoscut sub numele de plasticitate.

Exemple referitoare la o asemenea plasticitate: celule sangvine care devin neuroni, celule hepatice care pot fi facute sa produca insulina si celule stem hematopoietice care se pot dezvolta in celule ale muschiului cardiac.

Sursa: StemCells

Nota editorului: Acest articol nu este destinat sa ofere sfaturi medicale, diagnostic sau tratament.