Co to są hematopoetyczne komórki macierzyste?
Hematopoetyczne komórki macierzyste (HSC) to komórki, które mogą wytwarzać wszystkie komórki grupy krwi. Aby to osiągnąć, HSC wytwarzają limfocyty, granulocyty i czerwone krwinki. Limfocyty i granulocyty to rodzaje białych krwinek.
Hematopoeza to proces, w którym krew jest stale uzupełniana, w miarę potrzeby. Hematopoetyczne komórki macierzyste wytwarzają komórki krwi potrzebne w tym procesie. HSC wytwarzają również nowe komórki macierzyste.
HSC zazwyczaj znajdują się w kościach zawierających szpik kostny. Występują również w bardzo małych ilościach we krwi, a także w dużych ilościach we krwi pępowinowej. Komórki macierzyste, szczególnie HSC, mogą potencjalnie zastąpić uszkodzone komórki, takie jak uszkodzony szpik kostny w przypadku białaczki. Żaden inny rodzaj komórek macierzystych nie jest tak regularnie stosowany w terapii i przeszczepach jak HSC.
Komórki krwi są wytwarzane przez organy krwiotwórcze w szpiku kostnym niektórych kości, takich jak kość udowa, biodro, żebra i mostek. Szpik jest odpowiedzialny za produkcję do 70% wszystkich białych krwinek, a także wszystkich płytek krwi. Płytki krwi są strukturami w kształcie dysku, które umożliwiają krzepnięcie krwi.
Hematopoetyczne komórki macierzyste mają zdolność do aktywacji podczas przebywania w szpiku kostnym. Mogą również dostać się do krwioobiegu. HSC charakteryzują się także zdolnością do umożliwienia śmierci własnej komórki lub apoptozy, jeśli komórka jest uszkodzona lub niepotrzebna.
HSC były intensywnie badane od lat 50. XX wieku i były stosowane w terapii pacjentów z zaburzeniami układu odpornościowego, zaburzeniami krwi i rakiem od lat 60. XX wieku. Komórki te można wszczepić do innych tkanek i stać się innymi komórkami, takimi jak neurony. Chociaż komórki te mają duży potencjał do wykorzystania w leczeniu chorób zwyrodnieniowych, istnieją pewne problemy z ich wykorzystaniem.
Komórki macierzyste, w szczególności HSC, nie mogą samodzielnie się replikować ani różnicować w sztucznym środowisku, takim jak płytka hodowlana lub probówka. Nie ma również możliwości dokładnej identyfikacji komórki macierzystej na podstawie innych białych krwinek. Hematopoetyczne komórki macierzyste mają zwykle ten sam rozmiar i kształt, a także takie samo zachowanie, jak białe krwinki.
Identyfikacja tych komórek jest dodatkowo utrudniona, ponieważ istnieją dwa typy krwiotwórczych komórek macierzystych, komórki długoterminowe i komórki prekursorowe. Komórki długoterminowe mogą odnawiać się w nieskończoność i znajdują się w szpiku kostnym. Komórki prekursorowe, zwane także komórkami progenitorowymi, można również znaleźć w szpiku kostnym, ale nie mogą się replikować w nieskończoność. Dla celów terapeutycznych długoterminowe komórki macierzyste są znacznie bardziej korzystne.
Kiedy pacjent ma białaczkę - raka szpiku kostnego lub innych narządów krwiotwórczych - często otrzymuje w ramach leczenia allogeniczny przeszczep krwiotwórczych komórek macierzystych. Pierwszy etap takiej procedury wymaga poddania pacjenta radioterapii w celu wyeliminowania własnego szpiku kostnego i HSC. Szpik kostny dawcy jest następnie przeszczepiany pacjentowi z białaczką. Po wszczepieniu nowe HSC będą się rozmnażać i różnicować, zastępując komórki zniszczone przez promieniowanie.