W wyniku intensyfikacji badań nad biologią komórek macierzystych i ich zastosowaniem w odnowie narządów i tkanek powstał zupełnie nowy kierunek medycyny – medycyna regeneracyjna. Jej potencjalne osiągnięcia w XXI wieku dają szansę na porównywany ogromny postęp, jaki dokonał się w XX wieku po wprowadzeniu do leczenia antybiotyków. Właściwe wykorzystanie komórek macierzystych w różnych rodzajach terapii nastąpi wtedy, kiedy uda się pokierować ich rozwojem, doprowadzając do tworzenia swoistych tkanek i narządów. Dzisiaj na wiele pytań związanych z przebiegiem i sterowaniem procesami regeneracji narządów i tkanek nie można jeszcze udzielić jednoznacznej odpowiedzi (1).

 

W rozwoju komórek macierzystych wyróżnia się dwa okresy: embrionalny i postembrionalny. 

1) W czasie trwania embriogenezy wyróżnia się następujące grupy komórek:

• totipotencjalne (totipotentne) – są to blastomery wchodzące w skład dzielącej się zygoty, zdolne do wykształcenia całego organizmu i łożyska, 

• pluripotencjalne (pluripotentne) – mogą dać początek każdemu typowi dojrzałych komórek pochodzących z trzech listków zarodkowych: mezodermy, ektodermy i endodermy,

• multipotencjalne (multipotentne) – mogą przekształcać się w więcej niż jeden typ komórek w obrębie danego listka zarodkowego; do tej grupy należą np. komórki macierzyste krwi pępowinowej. 

2) Okres postembrionalny to czas, w którym występują dojrzałe komórki macierzyste (adult stem cells), są one:

• unipotencjalne (unipotentne) – występują w niewielkich liczbach w tkankach organizmu, są zdolne do różnicowania w obrębie jednej linii komórkowej (2-5).

 

Wiele obecnych badań skupia się na identyfikacji, charakterystyce i izolowaniu komórek macierzystych z dorosłego organizmu w nadziei, iż komórki te mogą okazać się użyteczne w leczeniu i odnowie dojrzałych, uszkodzonych tkanek, czy to przez egzogenną terapię komórkową, czy też dzięki aktywacji endogennych komórek macierzystych. Do dziś większość wyodrębnionych dojrzałych komórek macierzystych ma jednak ograniczony potencjał różnicowania się, a osiągnięcie nieskończonej proliferacji i ekspansji komórek macierzystych w hodowli wciąż nie jest łatwe.

 

Cechy charakterystyczne komórek macierzystych to:

• prosta budowa, morfologicznie są pozbawione cech różnicowania,

• zdolność do samoodnowy w ciągu całego życia organizmu, w związku z tym ich populacja nie zmniejsza się i nie zużywa,

• dzieląc się dają dwie nierówne komórki potomne, z których jedna większa pozostaje nadal komórką macierzystą, a druga, mniejsza ulega ostatecznemu liniowemu zróżnicowaniu,

• wykazują ekspresję swoistych białek, takich jak: c-kit, Thy1 (6, 7).

 

Fot. 1, 2. Hodowla komórek MIC-1 w mikroskopie skaningowym