Hvað eru til margar tegundir af stofnfrumum?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvað eru til margar tegundir af stofnfrumum?
Þrjú hugtök eru helst notuð til að skilja eðli og hæfni stofnfruma. Alhæfar (e. totipotent) frumur er hugtak sem einungis á við frjóvgað egg og fósturvísi stuttu eftir frjóvgun þar sem einungis frumufjölgun en engin frumusérhæfing hefur átt sér stað. Alhæfar stofnfrumur geta bæði gefið af sér frumur sem verða að fósturhluta fylgjunnar sem og frumur sem gefa af sér allar frumur fóstursins sjálfs.

Fjölhæfar (e. pluripotent) frumur eru frumur sem geta gefið af sér allar frumutegundir líkamans, svokallaðar líkamsfrumur og frumur kímlínunnar en það eru frumur sem verða að kynfrumum og gefa því af sér næstu kynslóð lífverunnar.

Loks er talað um marghæfar (e. multipotent) stofnfrumur sem hafa takmarkaðri hæfileika til að gefa af sér margar tegundir fruma. Svokallaðar vefjastofnfrumur eru marghæfar, en þær gefa af sér frumur sem tilheyra þeim vef sem þær eru staðsettar í, en geta ekki gefið af sér frumur annarra vefja. Þannig gefa stofnfrumur húðar einungis af sér mismunandi frumur húðarinnar, eins og mismunandi frumur hársekkjar, fitukirtla og útþekju en geta ekki gefið af sér frumur annarra vefja eins og til dæmis vöðva eða brjósks.

Þannig gefa alhæfar stofnfrumur fósturvísis af sér fjölhæfar frumur sem síðan gefa af sér marghæfar stofnfrumur sem gefa aftur af sér aðrar frumur sem einnig kallast marghæfar en hafa sífellt þrengra hæfi með aukinni sérhæfingu. Við lífeðlisfræðilegar aðstæður geta frumur ekki farið frá því að hafa afmarkaðri hæfni og hlotið aftur meiri hæfni, heldur gildir einskonar einstefna þar sem hæfni stofnfruma minnkar óafturkræft með aukinni sérhæfingu. Þannig er hægt að teikna upp einskonar ættartré stofnfruma.

Sem dæmi má taka blóðmyndandi stofnfrumur, en ættartré þeirra má sjá á myndinni hér fyrir ofan. Þar sést að fjölhæfustu stofnfrumurnar eru svokallaðar blóðmyndandi stofnfrumur (e. hematopoietic stem cell) sem gefa af sér annars vegar forverafrumur mergfruma (e. common myeloid) og hins vegar forverafrumur eitilfruma (e. common lymphoid progenitor). Þær frumur gefa svo af sér annað hvort starfsfrumur blóðs og ónæmiskerfis eins og rauðkorn eða mastfrumur, eða stofnfrumur með enn afmarkaðra hæfi. Þannig geta forverafrumur mergfruma til dæmis ekki gefið af sér T- eða B-eitilfrumur og forverafrumur eitilfruma geta ekki gefið af sér stórar átfrumur (e. macrophage). Forverafrumur annað hvort eitil- eða merfruma geta heldur ekki snúið við sérhæfingu sinni og orðið að blóðmyndandi stofnfrumum.

Þess ber þó að geta að á rannsóknarstofu má beita ákveðinni tækni til þess að snúa þessari einstefnu við og afsérhæfa frumur. Þannig er hægt að búa til fjölhæfar frumur með hæfileika sambærilega fjölhæfra stofnfruma úr fósturvísum með svokallaðri iPS-tækni. Meira má lesa um þá tækni í svari við spurningunni Hverjir hlutu Nóbelsverðlaunin í lífeðlis- og læknisfræði árið 2012 og fyrir hvað hlutu þeir verðlaunin? eftir Guðrúnu Valdimarsdóttur.

Myndir:

• Haematopoiesis - Wikipedia. Myndrétthafi er Mikael Häggström. Myndin er birt undir Creative Commons-leyfi. Texti íslenskaður af ritstjórn. (Sótt 16.02.2017).

...