Proprietatiile si caracteristicile celulelor stem embrionare murine

Proprietatiile si caracteristicile celulelor stem embrionare murine

Celulele stem embrionare sunt celule nediferentiate, capabile de autoregenerare precum si de diferentiere in celule specifice de lineaj (Fig.4) ce provin din blastocisti. Blastocistul reprezinta stadiul de dezvoltare embrionara preimplantational, fiind compus din 150 de blastomere compactate, dispuse sub forma sferica (Gottlieb, D.I.., 1999, Robert L., 2006).

Fig. nr.4 - Colonie de celule stem embrionare murine pe fibroblasti embrionari murini

Studiul celulelor stem embrionare a devenit posibil acum 20 de ani odata cu descoperirea tehnicilor de cultivare celulara in vitro (Gocza E., 2003). Celulele stem embrionare (ESCs) (Fig.5), asemanatoare celulelor embrionare germinale (EG), pot sa provina si din celule germinale primordiale din care se formeaza ovulele si spermatozoizii,  putand fi izolate si cultivate in vitro unde isi continua multiplicarea si isi mentin capacitatea de diferentiere (Soria B.,2000).

Fig. nr. 5 - Celule stem embrionare murine

picasaweb.google.com

Criteriile de definire a celulelor stem embrionare au fost puse la punct de catre Weaver, C.H. (2006) ale carui studii au contribuit semnificativ la stabilirea unei liste cuprinzand caracteristicile esentiale ale acestor celule (Stem cells Basics 2005., Robert L., 2006).

     provin din masa celulara interna (ICM) a blastocistului;

     sunt capabile sa parcurga un numar nelimitat de diviziuni simetrice fara sa se diferentieze;

     manifesta si mentin un complement complet (diploid) normal de cromozomi;

     pot da nastere la tipuri de celule diferentiate derivate din toate cele trei straturi germinale primare (endoderm, mezoderm si ectoderm);

     sunt capabile sa colonizeze creasta germinativa pentru a da nastere ovulelor sau spermatozoizilor;

     sunt capabile sa se integreze in orice tesut fetal in timpul dezvoltarii (celulele ES mentinute in cultura pot da nastere oricarui tip de tesut, putand rezulta un animal  himeric atunci cand sunt reintroduse intr-un embrion);

     o singura celula poate da nastere unei colonii de celule identice din punct de vedere genetic (sau clone) care au aceleasi proprietati cu celula de origine;

     factorul de transcriptie Oct3/4 mentine celulele ES intr-un stadiu proliferativ nepermitandu-le sa se diferentieze;

     celulele stem embrionare isi petrec majoritatea timpului in faza S a ciclului celular, faza dominata de sintezele de ADN. In plus, comparativ cu celulele somatice diferentiate, celulele stem nu au nevoie de stimuli externi pentru a initia replicarea ADN.

     celulele stem embrionare nu prezinta fenomenul de inactivare a cromozomului X, fenomen intalnit la toate celulele somatice (Robert L., 2006).

Caracteristicile celulelor stem sunt reprezentate de:

          capacitatea de autoregenerare;

          diviziune simetrica si asimetrica;

          markeri fenotipici si moleculari specifici: Oct-4, SEEA1, SEEA ¾ etc;

          pluripotentialitatea;

          lipsa de specializare;

          cariotip normal (celule diploide) ;

          clonogenitatea ( dau nastere unei colonii de celule genetic identice) ;

          lipsa check-point-ului G1 (nu au nevoie de stimuli exteriori pentru a initia replicarea ADN) ;

          capacitatea de a produce corpusculi embrionari si teratoame ce contin toate cele 3 linii principale de diferentiere germinala;

          capacitate de proliferare extensiva;

          capacitatea de colonizare a liniilor germinale si de a da nastere la himere.

Celulele stem embrionare murine sunt capabile de autoreinnoire si diferentiere spre toate lineajele celulare prezentand o capacitate exceptionala de a-si pastra aceasta stare de nediferentiere la cultivari in vitro pe termen lung, 1-2 ani, cu o perioada de diviziune celulara la fiecare 36-48 ore (Thomson J. si col.1998, He W., 2001).

Aceasta este o caracteristica importanta a celulelor stem embrionare care le diferentieaza de celulele somatice si chiar de celulele stem mezenchimale care au o putere replicativa finita, capacitate direct legata de activitatea telomerazei. Rolul telomerazei este de a adauga secvente repetitive telomerice la capetele cromozomilor, mentinand astfel lungimea cromozomilor si initierea diviziunii celulare. Activitatea telomerazica este crescuta caracteristic in celulele embrionare,  intermediara in celulele stem hematopoetice si variabila sau chiar absenta in celulele somatice.