Co to jest różnicowanie komórek macierzystych?
Różnicowanie komórek macierzystych jest procesem, w którym niespecjalizowana komórka macierzysta rozwija się w określony rodzaj tkanki, jak dojrzała czerwona komórka krwi. Dzieje się tak na wszystkich etapach życia, od bardzo wczesnego rozwoju embrionalnego do dorosłości, ponieważ organizm potrzebuje stałego dopływu nowych wyspecjalizowanych komórek do funkcjonowania. W różnicowanie komórek zaangażowanych jest kilka czynników, w tym czynniki środowiskowe i biologiczne dla różnych typów komórek.
Liczba różnych rodzajów komórek, w które może dojrzewać komórka macierzysta, odzwierciedla jej moc. W dojrzałości komórka totipotencjalna może przekształcić się w dowolny rodzaj komórki. Takie komórki znajdują się we wczesnych fazach rozwoju embrionalnego blastocysty, kiedy każda komórka musi być zdolna do powstania różnych komórek, aby embrion mógł się rozwijać. W miarę rozwoju embrionalnego komórki macierzyste stają się pluripotencjalne z możliwością dzielenia się na różne typy komórek, ale nie wszystkie.
Wielotentne komórki macierzyste mogą różnicować się w kilka pokrewnych typów komórek. Na przykład komórki krwiotwórcze, które powodują powstawanie różnych rodzajów komórek krwi, mogą ulegać różnicowaniu komórek macierzystych w celu przekształcenia się w krwinki białe lub czerwone. Nie mogą jednak zmienić się w błonę śluzową żołądka ani neurony. Wielotentne komórki tego rodzaju powszechnie występują w organizmach dorosłych w celu dostarczania ciągłych świeżych komórek w celu zastąpienia zużytych i uszkodzonych starszych komórek.
W różnicowaniu komórek macierzystych komórka macierzysta odbiera sygnał do rozpoczęcia dojrzewania. Komórka może przejść kilka etapów życia, zanim stanie się komórką dojrzałą. Na każdym etapie może wystąpić błąd, a komórka może ulec zniekształceniu lub może rozwinąć inne problemy. Układ odpornościowy pozostaje czujny na takie komórki, dzięki czemu może interweniować w celu ich zniszczenia i recyklingu ich składników, zanim będą miały możliwość pełnego rozwoju i spowodowania problemów. Ciało stale potrzebuje nowych komórek krwi i skóry, i polega na różnicowaniu komórek macierzystych, aby zaspokoić tę potrzebę.
Naukowcy szczególnie interesują się różnicowaniem embrionalnych komórek macierzystych ze względu na ich właściwości totipotencjalne i pluripotencjalne. Studiują rozwój zarodka, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak komórki dojrzewają i jak wyglądają różne struktury w miarę rozwoju zarodka. Może to dostarczyć ważnych informacji na temat wad wrodzonych, a także historii biologicznej organizmu. Wiele organizmów wykazuje równoległy rozwój zarodkowy aż do pewnego etapu, kiedy zaczynają wyglądać radykalnie inaczej, podobnie jak w pełni dojrzałe osobniki różnych gatunków. Te podobieństwa w rozwoju mogą wskazywać na historię ewolucyjną różnych organizmów.