Co je diferenciace kmenových buněk?
Diferenciace kmenových buněk je proces, při kterém se nespecifikovaná kmenová buňka vyvíjí na konkrétní typ tkáně, jako je zralá červená krevní buňka. K tomu dochází ve všech stádiích života, od velmi raného embryonálního vývoje do dospělosti, protože tělo potřebuje stálý přísun nových specializovaných buněk, aby fungoval. Do buněčné diferenciace je zapojeno několik faktorů, včetně environmentálních a biologických spouštěčů pro různé typy buněk.
Počet různých druhů buněk, do kterých může kmenová buňka dozrát, se odráží v její účinnosti. Totipotentní buňka se může v dospělosti rozvinout na jakýkoli druh buňky. Takové buňky se nacházejí v časných blastocystových fázích embryonálního vývoje, kdy každá buňka musí být schopna poskytnout embryu různé buňky pro vývoj embrya. Jak postupuje embryonální vývoj, kmenové buňky se stávají v přírodě pluripotentní, se schopností se lišit v různých typech buněk, ale ne ve všech.
Multipotentní kmenové buňky se mohou rozlišovat do několika souvisejících typů buněk. Například hematopoetické buňky, které vedou k různým druhům krvinek, mohou podléhat diferenciaci kmenových buněk a přeměnit se na bílé nebo červené krvinky. Nemohou se však proměnit v žaludeční výstelku nebo neurony. V dospělých organismech se běžně vyskytují multipotentní buňky tohoto druhu, které dodávají nepřetržité čerstvé buňky, které nahrazují opotřebované a poškozené starší buňky.
Při diferenciaci kmenových buněk kmenová buňka přijímá signál, který začne zrát. Buňka může projít několika životními stádii, než se z ní stane zralá buňka. V kterékoli fázi může dojít k chybě a buňka může dojít k deformaci nebo k rozvoji dalších problémů. Imunitní systém zůstává ostražitý pro takové buňky, takže může zasáhnout, aby je zničil a recykloval jejich komponenty, než budou mít příležitost plně se vyvinout a způsobit problémy. Tělo neustále potřebuje nové krevní a kožní buňky, mimo jiné, a spoléhá se na diferenciaci kmenových buněk, aby splnila tuto potřebu.
Vědci mají zvláštní zájem o diferenciaci embryonálních kmenových buněk z důvodu jejich totipotentních a pluripotentních vlastností. Studují embryonální vývoj, aby se dozvěděli více o tom, jak buňky zrají, a o pořadí, ve kterém se různé struktury vyskytují v průběhu vývoje embrya. To může poskytnout důležité informace o vrozených vadách, jakož i o biologické historii organismu. Mnoho organismů vykazuje paralelní embryonální vývoj až do určité fáze, kdy začínají vypadat radikálně odlišně, stejně jako plně zralé vzorky různých druhů. Tyto podobnosti ve vývoji mohou naznačovat evoluční historii různých organismů.