Wat is stamceldifferentiatie?
Stamceldifferentiatie is een proces waarbij een niet-gespecialiseerde stamcel zich ontwikkelt tot een bepaald type weefsel, zoals een volwassen rode bloedcel. Dit gebeurt in alle levensfasen, van een zeer vroege embryonale ontwikkeling tot volwassenheid, omdat het lichaam een constante toevoer van nieuwe gespecialiseerde cellen nodig heeft om te functioneren. Verschillende factoren zijn betrokken bij cellulaire differentiatie, waaronder milieu- en biologische triggers voor verschillende celtypen.
Het aantal verschillende soorten cellen waarin een stamcel kan rijpen, wordt weerspiegeld in zijn potentie. Een totipotente cel kan zich ontwikkelen tot elk soort cel op de vervaldag. Zulke cellen worden gevonden in de vroege blastocystfasen van embryonale ontwikkeling, wanneer elke cel in staat moet zijn om een verscheidenheid aan cellen te laten ontstaan voordat een embryo zich kan ontwikkelen. Naarmate de embryonale ontwikkeling vordert, worden de stamcellen pluripotent van aard, met het vermogen om te divergeren in een verscheidenheid aan celtypen, maar niet allemaal.
Multipotente stamcellen kunnen differentiëren in verschillende gerelateerde celtypen. Hematopoietische cellen die aanleiding geven tot verschillende soorten bloedcellen, kunnen bijvoorbeeld stamceldifferentiatie ondergaan om in witte of rode bloedcellen te veranderen. Ze kunnen echter niet veranderen in maagwand of neuronen. Dergelijke multipotente cellen worden gewoonlijk in volwassen organismen gevonden om continu verse cellen te leveren om versleten en beschadigde oudere cellen te vervangen.
Bij stamceldifferentiatie ontvangt een stamcel een signaal om te beginnen rijpen. De cel kan verschillende levensfasen doorlopen voordat hij een volwassen cel wordt. In elk stadium kan een fout optreden en kan de cel misvormd raken of andere problemen ontwikkelen. Het immuunsysteem blijft waakzaam voor dergelijke cellen, zodat het kan ingrijpen om ze te vernietigen en hun componenten te recyclen voordat ze de kans hebben zich volledig te ontwikkelen en problemen te veroorzaken. Het lichaam heeft voortdurend nieuwe bloed- en huidcellen nodig, onder andere, en vertrouwt op stamceldifferentiatie om aan deze behoefte te voldoen.
Wetenschappelijke onderzoekers hebben een bijzondere interesse in differentiatie van embryonale stamcellen vanwege hun totipotente en pluripotente eigenschappen. Ze bestuderen de embryonale ontwikkeling om meer te leren over hoe cellen rijpen en de volgorde waarin verschillende structuren optreden naarmate een embryo zich ontwikkelt. Dit kan belangrijke informatie verschaffen over aangeboren afwijkingen, evenals de biologische geschiedenis van een organisme. Veel organismen vertonen een parallelle embryonale ontwikkeling tot een bepaald stadium, waar ze er radicaal anders uit gaan zien, net als volledig volwassen exemplaren van verschillende soorten. Deze overeenkomsten in ontwikkeling kunnen wijzen op de evolutionaire geschiedenis van verschillende organismen.