Vad är differentiering av stamceller?

Stammcelldifferentiering är en process där en ospecialiserad stamcell utvecklas till en viss typ av vävnad, som en mogna röda blodkroppar. Detta sker i alla livsfaser, från mycket tidig embryonal utveckling till vuxen ålder, eftersom kroppen behöver ett konstant utbud av nya specialiserade celler för att fungera. Flera faktorer är involverade i cellulär differentiering, inklusive miljömässiga och biologiska triggers för olika celltyper.

Antalet olika typer av celler som en stamcell kan mogna till reflekteras av dess styrka. En totipotent cell kan utvecklas till alla typer av celler vid mognad. Sådana celler finns i de tidiga blastocystfaserna av embryonutveckling, när varje cell måste kunna ge upphov till en mängd olika celler för att ett embryo ska utvecklas. När utvecklingen av embryon fortskrider blir stamcellerna pluripotenta i naturen med förmågan att avvika i olika celltyper, men inte alla.

Multipotenta stamceller kan differentiera sig i flera relaterade celltyper. Till exempel kan hematopoietiska celler som ger upphov till olika typer av blodceller genomgå stamcelldifferentiering för att förvandlas till vita eller röda blodkroppar. De kan emellertid inte förvandlas till magfoder eller nervceller. Multipotenta celler av denna natur finns ofta i vuxna organismer för att leverera kontinuerliga färska celler för att ersätta slitna och skadade äldre celler.

Vid stamcellsdifferentiering får en stamcell en signal för att börja mogna. Cellen kan passera genom flera livsfaser innan den blir en mogen cell. I vilket skede som helst kan ett fel uppstå, och cellen kan bli missformad eller kan utveckla andra problem. Immunsystemet förblir vakande för sådana celler så att det kan ingripa för att förstöra dem och återanvända deras komponenter innan de har möjlighet att utvecklas och orsaka problem. Kroppen behöver ständigt bland annat nya blod- och hudceller och förlitar sig på stamcellsdifferentiering för att tillgodose detta behov.

Vetenskapliga forskare har ett särskilt intresse av embryonala stamcellsdifferentiering på grund av deras totipotenta och pluripotenta egenskaper. De studerar embryonal utveckling för att lära sig mer om hur celler mognar och i vilken ordning olika strukturer uppstår när ett embryo utvecklas. Detta kan ge viktig information om födelsedefekter, liksom en organisms biologiska historia. Många organismer visar parallell embryonal utveckling tills ett visst stadium, där de börjar se radikalt annorlunda ut, precis som fullt mogna exemplar av olika arter. Dessa likheter i utvecklingen kan antyda olika organismernas utvecklingshistoria.