Stamcel
Van Wikipedia
Een stamcel is een cel die in staat is om naar een of meer andere celtypes te veranderen (differentiëren). Een embryo bestaat in eerste instantie alleen uit stamcellen. Later gaan deze zich specialiseren en vormen ze cellen met elk een eigen functie. Deze gespecialiseerde cellen kunnen daarna geen andere functies meer vervullen, en ze kunnen ook nooit meer teruggaan in hun ontwikkeling om weer stamcellen te vormen. Als de celfunctie deling toestaat, worden door deling alleen soortgelijke of nog sterker gespecialiseerde cellen gevormd. We kunnen verschillende differentiatie graden onderscheiden van stamcellen, namelijk: totipotente stamcellen, pluripotente stamcellen, multipotente stamcellen en unipotente stamcellen.
Inhoud |
[bewerk] Totipotente stamcellen
Wanneer een zaadcel versmelt met een eicel, ontstaat de zygote. Een zygote is een totipotente stamcel, deze cel is namelijk in staat om (in het juiste milieu) uit te groeien tot een compleet organisme. De blastomeren die ontstaan door klievingdelingen van de zygote zijn ook totipotent. Bij splitsing van deze cellen ontstaan er ééneiige tweelingen.
[bewerk] Pluripotente stamcellen
[bewerk] Via Embryo's
Na de bevruchting begint de zygote zich te delen, die eerste delingen zijn klievingen. Na drie dagen bestaat de celklomp uit acht niet-gedifferentieerde cellen; het morulastadium. Deze cellen delen echter verder : wanneer ze het 32-cellig morulastadium bereikt, wijken de cellen uiteen waardoor een holte ontstaat, de blastula. De buitenste cellaag rondom de blastulaholte noemt men de trofoblast. Het geheel noemen we de blastocyst. De trofoblast ontwikkelt zich later tot de ondersteunde weefsels zoals de placenta. Later kunnen we in die celmassa de kiemschijf met het ectoderm, mesoderm en het endoderm kiemlaag onderscheiden, hier start de orgaanvorming of de organogenese. Cellen ontstaan uit de eerste klievingen van de zygote, differentiëren en eens ze het blastula stadium bereikt hebben, zijn ze hun totipotent karakter verloren.
In 1998 isoleerde Dr. Thomson (University of Wisconson) voor het eerst embryonale stamcellen uit de binnenste celmassa van menselijke embryo’s in het blastocyst stadium. Dr. Thomson werkte met restembryo’s afkomstig van IVF -klinieken en cultiveerde hiermee de eerste pluripotente stamcellijn. Sindsdien zijn er wereldwijd meer dan 200 verschillende stamcellijnen geïsoleerd. Deze embryonale stamcel lijnen (embryonic stem cells of ES) hebben twee bijzonder eigenschappen. Afhankelijk van de kweekcondities kunnen de cellen zich vernieuwen (proliferatie) of specialiseren (differentiatie). ES beschikken over een enzym, telomerase, waardoor ze onbeperkt kunnen delen. In een gewone cel worden de telomeersequenties bij elke deling een stukje korter aangezien het enzyme polymerase er niet in slaagt het laatste stukje van de chromosomen over te schrijven. De telomeersequentie worden alsmaar korter en wanneer er uiteindelijk niets meer van overblijft gaat de cel in delingsrust of sterft ze af (celdood). ES beschikken echter over telomerase dat in staat is na elke deling het verloren stukje DNA terug bij te maken. Daarnaast hebben de cellen de unieke mogelijkheid om te differentiëren (specialiseren) tot alle cellen van het organisme. Dit kan in het laboratorium getest worden door de stamcellen op een andere manier te kweken. Daarnaast kunnen de cellen in de testes (teelbal) van laboratoriummuizen worden geplaatst waar ze uitgroeien tot grote tumoren; teratomen’s of teratocarcinomen. Teratoma’s bevatten cellen van de drie kiemlagen, georganiseerde weefsels (zoals haar en tand) en cellen die erg gelijken op embryonale cellen. Wanneer ES in de baarmoeder worden geplaatst kan er geen nieuw organisme ontstaan. Deze cellen beschikken namelijk niet over de genetische informatie om alle celtypen te ontwikkelen die nodig zijn voor de ontwikkeling van de foetus.
Het gebruik van humane ES cellen voor onderzoek is in bepaalde landen (o.a Amerika en Duitsland) sterk gelimiteerd door ethische bezwaren.
[bewerk] Via Foetus
In 2002 vond Dr. Gearhart van de John Hopkins University een tweede bron van pluripotente stamcellen. Hij nam primordiale kiemcellen (voorlopers van de geslachtscellen) weg uit foetaal weefsel van afgebroken zwangerschappen. Deze EG of embryonic germ cells kunnen zich ook differentiëren tot cellen uit de drie kiemlagen (ectoderm, mesoderm en endoderm ). Hun proliferatie is echter wel beperkt, ze verdubbelen zich maximaal tachtig keer. EC (Embryonal carcinoma), EG en ES hebben dezelfde eigenschappen: ze zijn morfologisch gelijkaardig, ze brengen veel dezelfde genen tot expressie, vereisen gelijkaardige groeicondities en ze kunnen differentiëren tot cellen van alle drie de kiemlagen (Bottenstein, 2003).
[bewerk] Via therapeutisch klonen
Een derde bron om pluripotente cellen te isoleren is het gebruik van de somatische celkerntransplantatie of therapeutisch klonen (zie verder).
[bewerk] Multipotente stamcellen
Multipotente stamcellen zijn cellen die tot een beperkt aantal celtypes kunnen differentiëren. Hun differentiatie en proliferatiemogelijkheden zijn nog meer beperkt daar ze niet tot cellen afkomstig van alle drie de kiembladen kunnen differentiëren. In het lichaam zijn ze nodig om bepaalde onderhoudscellen met een korte levensduur te verversen. De meeste multipotente stamcellen zijn volwassen stamcellen (adult stem cells of AS). Een volwassen stamcel is een nog niet gedifferentieerde of een niet-gespecialiseerde cel die voorkomt in een gedifferentieerd en gespecialiseerd weefsel of orgaan van een organisme na de geboorte. Ze kan aanleiding geven tot alle rijpe cellen van het betrokken weefsel. Voorbeelden van AS zijn de hematopoietische (bloedvormende) stamcellen, neurale stamcellen uit hersenweefsel, stamcellen in huid- en vetweefsel. Aanvankelijk was men er vast van overtuigd dat de AS zeer geringe differentiatie- en proliferatiemogelijkheden had. Maar recent onderzoek van de Belgische onderzoekster Catherine Verfaillie bewees het tegendeel. Ze slaagde erin AS toch te laten differentiëren tot cellen van een ander kiemblad .
De aandacht voor AS nam vooral toe met de opkomst van ethische implicaties over het gebruik van ES en EG (Boogaerts, 2005). Vandaag gaat men er van uit dat in elk orgaan van een volwassen persoon een hoeveelheid volwassen stamcellen aanwezig is (Allemeersch, 2002). De oorsprong van AS is echter nog niet achterhaald maar wetenschappers vermoeden het bestaan van een universele stamcel die zou aanwezig zijn in de bloedbaan. Het feit dat AS in een orgaan dicht bij een bloedvat genesteld zijn, versterkt dit vermoeden. AS zijn echter ook erg verschillend, zo zijn hematopoietische stamcellen erg actief terwijl in de meeste organen adulte stamcellen vooral rustend aanwezig zijn. Tot nu toe slaagt men er niet in om uit alle weefsels van het lichaam AS te isoleren zoals de stamcellen uit de eilandjes van Langerhans (pancreas) en hartstamcellen. Om stamcellen van de patiënt zelf te kunnen gebruiken voor behandeling moeten ze eerst worden geïsoleerd en in grotere aantallen worden gegenereerd. Voor acute ziekten ontbreekt echter de tijd om voldoende cellen te kunnen kweken en ziekten veroorzaakt door een genetisch defect zijn wellicht niet geschikt doordat de genetische fout ook in de stamcel aanwezig is. Adulte stamcellen hebben in ieder geval meer genetische afwijkingen door de inwerking van giftige stoffen en zonlicht maar ook door de fouten die ontstaan zijn in de celdeling. Tenslotte zijn stamcellen moeilijk te herkennen, te isoleren en in vitro te vermenigvuldigen. Navelstrengbloed vormt ook een bron van multipotente stamcellen. Ze bieden talrijke voordelen namelijk dat er geen risico is voor de donor bij het oogsten. Navelstrengbloed kan gemakkelijk ingevroren worden . Een nadeel is het lage aantal aanwezige hematopoietische stamcellen. Ook is er geen tweede transplantatie mogelijk. Navelstrengbloed heeft vooral zijn toepassing bij hematologische ziekten (zoals acute leukemie).
[bewerk] Unipotente stamcellen
Unipotente stamcellen genoemd zijn in staat welbepaald één type gedifferentieerde cel te maken.
[bewerk] Zie ook
| Bronnen en referenties: |
|
| {{{afb_links}}} | Cell potentie | {{{afb_rechts}}} | {{{afb_groot}}} |
|---|---|---|---|
|
← Meer potent ... Minder potent → |
