Όλοι οι τύποι των κυττάρων του αίματος προέρχονται από τα πολυδύναμα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα ( stem cells ) . Τα κύτταρα αυτά βρίσκονται σε πολύ μικρούς αριθμούς στις θέσεις παραγωγής των κυττάρων του αίματος και ακόμη λιγότερα βρίσκονται στο περιφερικό αίμα. Τα αρχέγονα κύτταρα αντιπροσωπεύουν περίπου το 0.05% του συνόλου των αιμοποιητικών κυττάρων (περίπου 106 έως 107 αρχέγονα κύτταρα). Ιστολογικά μοιάζουν με τα λεμφοκύτταρα και επομένως δεν είναι αναγνωρίσιμα με τις συνήθεις τεχνικές. Μπορούν όμως τα κύτταρα αυτά να ταυτοποιηθούν με ανοσοϊστοχημικές τεχνικές, γιατί εκφράζουν χαρακτηριστικά κυτταρικά αντιγόνα επιφανείας ( c - kit , Thy -1). Τα πολυδύναμα αρχέγονα κύτταρα είναι ικανά για αυτοανανέωση , ώστε να διατηρείται πάντα μια σταθερή δεξαμενή αρχέγονων κυττάρων. Μερικά από τα θυγατρικά τους κύτταρα παραμένουν ως αρχέγονα πολυδύναμα αιμοποιητικά κύτταρα (παραμένουν κυρίως στη φάση G0 του κυτταρικού κύκλου) και άλλα θυγατρικά τους κύτταρα μπορούν να διαφοροποιηθούν και να σχηματίσουν δεσμευμένα προγονικά κύτταρα με πιο περιορισμένη δυνατότητα σχηματισμού σε διάφορους κυτταρικούς τύπους του αίματος.
Τα αιμοποιητικά κύτταρα είναι δυνατόν να διαιρεθούν σε τέσσερις ομάδες ανάλογα με την ικανότητά τους για αυτοανανέωση, κυτταρική διαίρεση και δυνατότητα σχηματισμού διαφόρων κυτταρικών τύπων: Τα πολυδύναμα αρχέγονα κύτταρα (πολυδύναμο αρχέγονο κύτταρο, μυελοειδές αρχέγονο κύτταρο, λεμφικό αρχέγονο κύτταρο) , τα προγονικά δεσμευμένα κύτταρα , τα πρόδρομα κύτταρα (βλάστες) και τα λειτουργικά ώριμα κύτταρα.
Τα πολυδύναμα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα μελετώνται με πειραματικές τεχνικές, που επιτρέπουν τη μελέτη της αιμοποίησης in vivo και in vitro .
Οι in vivo τεχνικές περιλαμβάνουν την έγχυση εναιωρήματος μικρού αριθμού κυττάρων μυελού των οστών από φυσιολογικά ισογονιδιακά ποντίκια-δότες σε ποντίκια στα οποία έχει καταστραφεί με θανατηφόρες δόσεις ακτινοβολίας ο μυελός των οστών τους. Στα πειραματόζωα αυτά τα κύτταρα του μυελού των οστών που μεταμοσχεύτηκαν αναπτύσσουν αποικίες αιμοποιητικών κυττάρων στο σπλήνα. Ο μισός αριθμός από αυτές τις αποικίες αποτελείται από κύτταρα της ερυθράς σειράς, ενώ οι υπόλοιπες αποικίες είναι μικτές (περιέχουν όλους τους τύπους των κυττάρων του αίματος), μυελοειδείς ή μεγακαρυοκυτταρικές. Με χρωμοσωμικές μελέτες βρέθηκε ότι κάθε αποικία προέρχεται από την ανάπτυξη και διαφοροποίηση ενός μοναδικού πολυδύναμου αρχέγονου κυττάρου.
Οι in vitrο τεχνικές περιλαμβάνουν τη χρήση ημίρρευστων καλλιεργητικών υλικών, που αποτελούνται από μια στιβάδα κυττάρων με προέλευση από το μυελό των οστών. Το καλλιεργητικό αυτό μέσο δημιουργεί το κατάλληλο μικροπεριβάλλον για την αιμοποίηση. Η χρησιμοποίηση ειδικών αυξητικών παραγόντων διεγείρει την ανάπτυξη των διαφόρων κυτταρικών τύπων.
Πολυδύναμα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα
Το κύτταρο αυτό ονομάζεται πολυδύναμο αρχέγονο αιμοποιητικό κύτταρο επειδή μπορεί να παράγει οποιοδήποτε κυτταρικό τύπο του αίματος. Τα κύτταρα αυτά έχουν την ικανότητα αυτοανανέωσης αλλά πολλαπλασιάζονται επίσης και διαφοροποιούνται σε δύο τύπους πολυδύναμων αρχέγονων κυττάρων , ( Σχηματική παράσταση 2 ):
• Το πολυδύναμο μυελοειδές αρχέγονο κύτταρο ( CFU - S ). Τα κύτταρα αυτά αναγνωρίστηκαν αρχικά σε κυτταρικές καλλιέργειες στο σπλήνα (κύτταρα που σχηματίζουν αποικίες στο σπλήνα). Από το αρχέγονο αυτό κύτταρο προκύπτουν πέντε κατηγορίες προγονικών κυττάρων, τα οποία λόγω της ικανότητάς τους να σχηματίζουν αποικίες σε κυτταροκαλλιέργεια ονομάζονται κύτταρα που σχηματίζουν αποικίες ( colony forming cells - CFC ) ή μονάδες σχηματισμού αποικιών ( colony forming unit - CFU ). Έτσι από τα μυελοειδή αρχέγονα κύτταρα σχηματίζονται CFCs για την παραγωγή 1) των ερυθρών κυττάρων ( ECFC ), 2)των αιμοπεταλίων ( Meg CFC ), 3) των βασεόφιλων ( BCFC ), 4) των ηωσινόφιλων ( EoCFC ) και 5) των μονοκυττάρων-ουδετερόφιλων ( MGCFC )
• Το πολυδύναμο λεμφικό αρχέγονο κύτταρο
Το αρχέγονο αυτό κύτταρο δίνει γένεση στους διάφορους τύπους των λεμφοκυττάρων (Β και Τ λεμφοκύτταρα)
Προγονικά και πρόδρομα κύτταρα
Τα πολυδύναμα αρχέγονα λεμφικά και τα πολυδύναμα αρχέγονα μυελοειδή κύτταρα έχουν και αυτά την ικανότητα αυτοανανέωσης και είναι επίσης ικανά να διαφοροποιούνται σε δεσμευμένα προγονικά κύτταρα που σχηματίζουν μόνο 1 ή 2 κυτταρικούς τύπους. Έτσι τα κύτταρα που προκύπτουν ονομάζονται μονοδύναμα ή διδύναμα προγονικά κύτταρα με περιορισμένο εύρος δυνατότητας σχηματισμού σε διάφορους κυτταρικούς τύπους (Πίνακας 1). Τα μονοδύναμα ή διδύναμα προγονικά κύτταρα παράγουν πρόδρομα κύτταρα (βλάστες ) των οποίων τα μορφολογικά χαρακτηριστικά είναι ευδιάκριτα και υποδηλώνουν τον ώριμο κυτταρικό τύπο στον οποίο θα διαφοροποιηθούν. Αντίθετα, τα αρχέγονα κύτταρα και τα προγονικά κύτταρα δεν είναι μορφολογικά αναγνωρίσιμα και είναι παρόμοια σε εμφάνιση με τα μεγάλα λεμφοκύτταρα. Τα αρχέγονα κύτταρα διαιρούνται με επαρκή ρυθμό, ώστε να διατηρείται πάντα ένας μικρός σχετικά πληθυσμός από αυτά. Ο ρυθμός της κυτταρικής διαίρεσης στα προγονικά και στα πρόδρομα κύτταρα παρουσιάζεται αυξημένος, με σκοπό την παραγωγή ενός μεγάλου αριθμού ώριμων κυττάρων. |
