Latar Belakang : Proses sangat diatur pengembangan sel darah dan homeostasis disebut " hematopoiesis". Memahami
biologi sel induk hematopoietik serta hematopoiesis penting untuk
mengembangkan pengobatan yang lebih baik untuk keganasan hematologi ,
kelainan kongenital , cytopenias terkait kemoterapi , dan transplantasi
darah dan sumsum .
Metode : Penulis meninjau keadaan saat ini seni mengenai sel induk hematopoietik dan hematopoiesis .
Hasil : Beberapa konsep baru , termasuk plastisitas sel induk , menunjukkan kemungkinan bahwa sel induk dapat memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi jaringan lain di samping sel-sel darah .
Kesimpulan : Meskipun banyak yang diketahui tentang sel induk hematopoietik dan hematopoiesis , masih banyak yang harus diklarifikasi tentang proses lingkungan dan genetik yang mengatur pertumbuhan dan perkembangan sistem darah . Selain itu, studi -hati tetap harus dilakukan untuk menentukan apakah sel-sel induk hematopoietik dapat berdiferensiasi menjadi jaringan ekstra - hematopoietik .Setiap hari tubuh manusia menghasilkan miliaran sel-sel baru darah putih , sel darah merah , dan trombosit untuk menggantikan sel-sel darah yang hilang untuk proses pergantian sel normal maupun penyakit atau trauma . Berbagai mekanisme homeostatis memungkinkan produksi sel darah untuk merespon dengan cepat terhadap tekanan seperti pendarahan atau infeksi dan kemudian kembali ke tingkat normal ketika stres teratasi . Proses ini sangat diatur produksi sel darah dan homeostasis disebut hematopoiesis . Pemahaman tentang mekanisme utama dalam hematopoiesis , serta pemahaman kita tentang proses pusat hematopoiesis , penting untuk praktek onkologi untuk berbagai alasan . Gangguan hematopoiesis mendasari sejumlah keganasan hematologi dan gangguan lain seperti leukemia , anemia aplastik , limfoma , myelodysplasia , gangguan mieloproliferatif , dan kesalahan metabolisme bawaan . Kemoterapi -induced sitopenia adalah salah satu penyebab utama morbiditas dan mortalitas dalam pengobatan kanker .Mempelajari biologi hematopoiesis telah mengidentifikasi beberapa faktor pertumbuhan , termasuk G - CSF dan GMCSF , yang dapat memperpendek periode neutropenia posttreatment dan dapat meningkatkan hasil pengobatan . Under- berdiri biologi hematopoiesis dan regenerasi kekebalan dapat menyebabkan morbiditas menurun , kematian , dan biaya darah autologous dan alogenik dan transplantasi sumsum . Menggambarkan proses yang mengontrol hematopoiesis juga dapat menunjukkan jalan untuk mengembangkan kondisi yang memperluas jumlah sel darah yang tersedia untuk transplantasi . Hal ini bisa mengakibatkan transplantasi lebih aman dan sederhana untuk pasien dengan berbagai kanker dan penyakit lainnya .
Semua
sel darah dewasa dalam tubuh dihasilkan dari jumlah yang relatif kecil
dari sel-sel induk hematopoietik (HSCS) dan nenek moyang. Model
murine, studi sangat pendek dan jangka panjang transplantasi, telah
memberikan sejumlah wawasan ke dalam biologi HSCS dan nenek moyang. Hasil
studi ini telah menunjukkan bahwa HSCS mampu menghasilkan keturunan
setiap ditemukan dalam sistem hematopoietik termasuk sel darah merah,
trombosit, dan berbagai limfoid dan myeloid sel. Beberapa
sel limfoid yang paling penting termasuk pembunuh alami (NK) sel, sel
T, dan sel B, sementara sel-sel myeloid penting termasuk granulosit,
monosit, makrofag, sel mikroglia, dan sel dendritik. Masing-masing
jenis sel tersebut dapat dihasilkan dari HSC tunggal, dan masing-masing
HSC memiliki kapasitas yang sangat besar untuk menghasilkan sejumlah
besar sel-sel ini selama bertahun-tahun dan bahkan mungkin puluhan
tahun. Dalam mouse, sebuah HSC tunggal dapat menyusun kembali seluruh sistem hematopoietik untuk umur alam hewan. HSCS
murine yang langka dan hadir pada frekuensi 1/10, 000-1 / 1, 000,000
sel di sumsum tulang tergantung pada spesies, umur, dan aspek teknis
dari model. Sementara
HSCS terutama ditemukan di sumsum tulang, mereka hadir dalam berbagai
jaringan lain termasuk darah perifer dan darah tali pusat, dan ditemukan
pada angka rendah dalam hati, limpa, dan mungkin banyak organs.These
HSCS mungkin agak berbeda properti,
tetapi mereka semua memiliki kemampuan untuk menghasilkan semua garis
keturunan darah yang berbeda dalam jumlah besar untuk jangka waktu lama.
Fenotip, HSCS murine adalah sel kecil dengan sitoplasma minimal, dan mereka mengekspresikan tingkat tinggi dari multidrug resistant (MDR) protein dan tingkat tinggi aldehyde dehydrogenase (ALDH). Sel-sel ini cenderung tidak mengungkapkan penanda permukaan terlihat pada HSCS dewasa tetapi dapat mengungkapkan rendahnya tingkat protein Mu-1 permukaan dan tingkat yang relatif tinggi dari SCA-1 penanda permukaan.
Fenotip, HSCS murine adalah sel kecil dengan sitoplasma minimal, dan mereka mengekspresikan tingkat tinggi dari multidrug resistant (MDR) protein dan tingkat tinggi aldehyde dehydrogenase (ALDH). Sel-sel ini cenderung tidak mengungkapkan penanda permukaan terlihat pada HSCS dewasa tetapi dapat mengungkapkan rendahnya tingkat protein Mu-1 permukaan dan tingkat yang relatif tinggi dari SCA-1 penanda permukaan.
HSCS menghasilkan beberapa garis keturunan hematopoietik melalui serangkaian berturut-turut nenek moyang menengah. Ini termasuk nenek moyang limfoid umum (CLPS), yang dapat menghasilkan hanya B, T, dan sel NK, dan nenek moyang myeloid umum (CMPS), yang dapat menghasilkan hanya sel darah merah, trombosit, granulosit, dan monocytes.Downstream dari CLPS dan CMPS adalah nenek moyang yang lebih matang yang lebih terbatas dalam jumlah dan jenis garis keturunan yang mereka dapat menghasilkan. Pada akhirnya, sel-sel tersembuhkan dibedakan diproduksi yang tidak dapat membagi dan mengalami apoptosis setelah periode waktu mulai dari jam (untuk neutrofil) untuk dekade (untuk beberapa limfosit). Ketika sumsum tulang atau transplantasi sel induk darah dilakukan, tampak bahwa nenek moyang berkontribusi terhadap engraftment hanya untuk waktu singkat, sementara produksi darah jangka panjang terutama berasal dari HSCS.
Mendefinisikan HSCS dan nenek moyang pada manusia dan mempelajari biologi mereka lebih sulit dari pada tikus karena tes laboratorium HSCS manusia dan nenek moyang memiliki keterbatasan yang signifikan dan tidak ada cara sederhana melakukan percobaan transplantasi sangat dikontrol jangka panjang pada manusia. Akibatnya, sebagian besar dari apa yang diketahui tentang nenek moyang manusia dan HSCS didasarkan pada hasil (1) penelitian in vitro, (2) penelitian yang melibatkan transplantasi sel manusia menjadi hewan imunodefisiensi seperti NOD / SCID (non-obesitas diabetes / parah dikombinasikan imunodefisiensi) tikus atau domba janin, dan (3) primata dan studi transplantasi hewan besar lainnya. Berdasarkan langsung in vitro dan in vivo model, biologi sistem hematopoietik manusia telah menjadi sebagian ditentukan dan muncul, untuk sebagian besar, untuk paralel biologi sistem murine. HSCS manusia primitif dapat menghasilkan semua garis keturunan sel untuk jangka waktu yang lama dan kemungkinan besar mempertahankan hematopoiesis jangka panjang. Nenek moyang seperti CMPS hanya menghasilkan jumlah dan jenis sel terbatas dan terutama berkontribusi terhadap engraftment jangka pendek. Saat ini, fenotip HSCS manusia dan nenek moyang tidak sepenuhnya didefinisikan. Kebanyakan penelitian menunjukkan bahwa HSCS manusia dan nenek moyang adalah sel diam kecil yang mengekspresikan permukaan glikoprotein CD34. Selain itu, sel-sel mengekspresikan tingkat tinggi aktivitas MDR, kekurangan ekspresi penanda komitmen keturunan, dan mengekspresikan tingkat rendah-Mu 1. CD34 manusia + sel-sel yang mengekspresikan tingkat tinggi CD34 dan tingkat rendah atau tidak ada dari berbagai penanda permukaan sel, termasuk CD33, CD38,-Mu 1, dan CD71, tampaknya diperkaya untuk progenitor primitif dan aktivitas HSC, sedangkan nenek moyang lebih matang mengekspresikan satu atau lebih dari tanda tersebut [20-23]. Berdasarkan temuan ini, sejumlah teknologi telah dikembangkan untuk mengisolasi sel CD34-mengekspresikan untuk tujuan transplantasi sebagai cara untuk menghilangkan sel-sel T alogenik yang dapat menyebabkan penyakit graft-vs-tuan (GVHD) serta depleting mencemari sel-sel tumor autologous. Meskipun demikian, studi terbaru menunjukkan bahwa beberapa HSCS penting dan nenek moyang mungkin ada yang tidak mengekspresikan CD34. Akibatnya, sejumlah upaya berada di bawah-cara untuk lebih efektif memperbaiki deskripsi dan biologi HSCS manusia dan nenek moyang. Sebagai contoh, kelompok kami telah menunjukkan bahwa HSCS dan progenitor dapat diisolasi menggunakan substrat neon untuk ALDH. Pendekatan ini memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan dengan metode seleksi CD34 dan mungkin menjadi lebih banyak digunakan selama beberapa tahun ke depan.
Proses hematopoiesis melibatkan interaksi kompleks antara proses genetik intrinsik sel darah dan lingkungannya. Interaksi
ini menentukan apakah HSCS, nenek moyang, dan sel darah dewasa tetap
diam, berkembang biak, membedakan, memperbaharui diri, atau mengalami
apoptosis. Semua
mekanisme genetik dan lingkungan yang mengatur produksi darah
beroperasi dengan mempengaruhi keseimbangan relatif dari proses-proses
seluler mendasar. Dalam
kondisi normal, sebagian besar HSCS dan banyak nenek moyang yang diam
dalam fase G0 dari siklus sel, namun banyak dari nenek moyang yang lebih
matang yang berkembang biak dan menghasilkan keturunan yang matang. Dalam tidak adanya tekanan, ini diimbangi oleh laju apoptosis pada nenek moyang dan sel matang. Dalam hal stres seperti pendarahan atau infeksi, beberapa proses terjadi. Kolam
disimpan sel di sumsum atau patuh terhadap endotelium dengan cepat
dilepaskan ke dalam sirkulasi dalam rangka untuk melokalisasi ke situs
cedera. Sedikit nenek moyang dan sel matang menjalani apoptosis. Selain
itu, nenek moyang diam dan HSCS dirangsang oleh berbagai faktor
pertumbuhan untuk berkembang biak dan berdiferensiasi menjadi sel matang
putih, sel darah merah, dan trombosit. Bila
perdarahan, infeksi, atau stres yang mendasari lain berhenti dan
permintaan untuk sel darah kembali normal, proses anti-apoptosis dan
proliferasi angin, sel-sel darah didistribusikan kembali ke situs
penyimpanan mereka, dan kinetika hematopoiesis kembali ke tingkat dasar . Proses
ini berulang kali tak terhitung selama hidup dari individu dan terlihat
dalam bentuk berlebihan setelah kemoterapi atau transplantasi sumsum
tulang.
Mungkin yang terbaik dicirikan regulator lingkungan hematopoiesis adalah sitokin. Sitokin adalah keluarga luas protein yang menengahi positif dan negatif mempengaruhi pada ketenangan seluler, apoptosis, proliferasi, dan diferensiasi. Secara umum, sitokin berfungsi dengan melibatkan reseptor spesifik dan mengaktifkan berbagai jalur sinyal. Ini termasuk aktivasi tirosin kinase seperti focal adhesion kinase, pp60src, dan c-Abl, MAP kinase, Juni Kinase (JNK), dan protein kinase C (PKC). Mediator pertumbuhan sel dan diferensiasi seperti c-src, Phosphoinositide, protein kinase C, dan jalur sinyal faktor-dimediasi pertumbuhan juga dipengaruhi oleh sitokin. Sitokin termasuk interleukin-3 dan GM-CSF menginduksi proliferasi sel, sedangkan sitokin lain termasuk flt-3 ligan dan kit ligand melindungi sel dari apoptosis dan mereka peka terhadap efek sitokin memacu pertumbuhan. Sitokin juga dapat memfasilitasi interaksi antara sel-sel induk dan unsur-unsur dalam lingkungan mikro termasuk matriks ekstraselular (ECM) komponen. Regulator HSCS termasuk transforming growth factor-beta (TGF-) dan tumor necrosis factor-alpha (TNF-) memodulasi aktivitas siklus sel dan engraftment. Sitokin baru ditemukan termasuk Wnt dan keluarga kedudukan ligan juga mungkin memiliki efek yang penting pada sitokin biology.Some sel induk, termasuk TNF-, mungkin baik penghambatan atau mengaktifkan tergantung konsentrasi dan proses fisiologis lainnya yang sedang berlangsung. Beberapa sitokin yang dikenal, seperti kit ligan, ada yang baik dalam suatu larut atau terikat membran dan memiliki kegiatan yang berbeda tergantung pada apakah mereka terikat atau larut dan pada konteks lingkungan di mana mereka bertindak. Sitokin peraturan hematopoietik diproduksi melalui mekanisme autokrin dan parakrin dan dalam banyak kasus yang diproduksi oleh sel-sel stroma nonhematopoietic termasuk sumsum tulang dan endotelium.
Kemokin adalah kelas lain dari senyawa yang regulator penting dari hematopoiesis. Molekul-molekul ini mengatur perdagangan sel darah dan homing ke situs kebutuhan dan mungkin juga pengatur pertumbuhan negatif dan positif. Kemokin terdiri dari keluarga besar protein yang memediasi berbagai proses termasuk peradangan, leukosit migrasi dan pengembangan, angiogenesis, dan pertumbuhan sel tumor dan metastasis. Kemokin mengikat satu atau lebih dari keluarga besar guanin protein-coupled reseptor transmembran struktural terkait. Dalam hematopoiesis, kemokin dapat menghambat pertumbuhan progenitor, mengatur migrasi progenitor hematopoietik, dan memediasi perkembangan sel-T di timus. Sebagai contoh, kemokin SDF-1 (yang mengikat reseptor CCXR4) sangat penting untuk perdagangan sel hematopoietik dalam embrio berkembang, mediasi homing HSCS dan nenek moyang ke sumsum tulang setelah transplantasi dan, dalam mobilisasi sel induk, untuk mengumpulkan darah perifer sel untuk tujuan transplantasi batang. Sejumlah kemokin lain mungkin memainkan peran penting dalam hematopoiesis dan berada di bawah penyelidikan aktif.
Regulator lingkungan penting lainnya dari hematopoiesis termasuk komponen ECM, sel-sel hematopoietik dan nonhematopoietic lainnya, nutrisi dan vitamin, dan berbagai proses fisiologis. HSCS dan nenek moyang mengikat erat sejumlah komponen ECM termasuk sulfat heparin, kemokin, kolagen, laminin, thrombospondin-1, fibronektin, dan lain-lain. Molekul-molekul ini memberikan perancah untuk berlokasi sama nenek moyang dan HSCS dengan beragam sitokin positif dan negatif dan pengatur pertumbuhan lainnya. Selain itu, ECM dan stroma komponen dapat langsung menengahi sinyal ke HSCS untuk mengaktifkan pertumbuhan, melindungi sel dari apoptosis, atau memodulasi respon terhadap faktor regulasi positif dan negatif. Molekul-molekul adhesi pada HSCS dan nenek moyang yang memediasi mengikat komponen ECM ini termasuk integrin, selectins, dan mucins. Kepatuhan sel untuk elemen microenvironmental dapat memicu berbagai jalur sinyal dan dapat menyebabkan perubahan dalam ion intra-seluler seperti proton (pH), kalsium, dan kecil GTPase Rho serta mediator lipid seperti Phosphoinositide, diasilgliserol, dan arachidonic metabolit asam. Adhesi juga dapat mengatur ekspresi gen langsung-awal seperti c-fos dan peristiwa siklus sel kunci seperti aktivitas kinase kompleks cyclincdk dan fosforilasi dari retinoblastoma (Rb) protein. Adhesi sel dapat mempotensiasi respon terhadap faktor pertumbuhan dan oleh modulasi komponen hilir dari faktor pertumbuhan signaling cascades termasuk PI 3 kinase, Akt, dan p70rsk. Hematopoietik dan nonhematopoietic sel yang dapat mengatur hematopoiesis termasuk sel NK, sel T, makrofag, fibroblas, osteoblas, adiposit, dan bahkan mungkin sel neurons.These dapat menghasilkan faktor pertumbuhan yang penting, memfasilitasi engraftment, atau menginduksi apoptosis. Sejumlah nutrisi, elemen, dan vitamin (misalnya, zinc, selenium, tembaga, vitamin A, D, dan E) juga penting untuk hematopoiesis. Retinoid dan antagonis terutama retinoid memainkan peran penting dalam diferensiasi di bahkan konsentrasi rendah. Berbagai proses fisiologis juga dapat mempengaruhi hematopoiesis termasuk tegangan geser dimediasi oleh pergerakan cairan di sel, mekanik peregangan dan kekuatan kompresi yang bekerja pada sel-sel, konsentrasi oksigen, lingkungan mikro tiga dimensi, dan keadaan redoks lingkungan mikro.
Selain beragam ini faktor lingkungan yang mengatur hematopoiesis, sejumlah peristiwa genetik intrinsik sangat penting untuk hematopoiesis juga. The Rb keluarga, E2Fs, siklin, SCL, Hox, dan keluarga gen lainnya muncul untuk mengatur proliferasi dan pembaruan diri dari sel hematopoietik dini. The bcl keluarga dan orang lain mengatur apoptosis pada sel hematopoietik. Berbagai gen termasuk C / EBP, MYD, PaxB, dan Ikaros muncul untuk memainkan peran penting dalam diferensiasi sel hematopoietik dan komitmen keturunan. Perkembangan teknik biologi molekuler informatif untuk memeriksa ekspresi gen dalam jumlah kecil sel terisolasi mengantarkan pemahaman baru tentang peran gen tersebut dalam hematopoiesis. Secara khusus, mendefinisikan bagaimana gen ini berinteraksi dengan faktor lingkungan yang mengatur hematopoiesis adalah area penelitian intensif. Mayoritas bukti saat ini menunjukkan bahwa banyak peristiwa genetik diprogram untuk terjadi dalam urutan dan waktu tertentu. Dalam model ini, disebut model stokastik, nasib perkembangan sel yang ditentukan oleh proses genetik intrinsik seperti yang terjadi pada embriogenesis. Sinyal lingkungan kemudian bertindak atas sel untuk memperkuat atau memodulasi efek genetik. Sebagai contoh, sel limfoid diprogram secara genetik untuk menjalani IgG VDJ penataan ulang gen, sel ini kemudian berproliferasi ke dalam sejumlah besar sel di bawah pengaruh sitokin seperti interleukin-7. Model lain, disebut model pembelajaran, hipotesis bahwa lingkungan dapat memainkan peran utama dalam menentukan nasib HSCS dan nenek moyang dan dapat mengarahkan sel-sel terhadap salah satu dari berbagai garis keturunan dan hasil perkembangan. Dalam model ini, lingkungan dapat mengarahkan suatu HSC atau progenitor multipoten bawah jalur perkembangan tertentu dengan menginduksi perubahan genetik yang sesuai. Seperti dibahas di bawah ini, peran bahwa lingkungan dapat bermain dalam mengarahkan jalur perkembangan HSCS dan nenek moyang saat subyek perdebatan di bidang hematopoiesis.
Selama
beberapa dekade terakhir yang HSCS telah dipelajari, telah diasumsikan
bahwa keturunan mereka dibatasi untuk sistem hematopoietik dan
hematopoiesis itu adalah proses hirarkis satu arah. Dalam
beberapa tahun terakhir, bagaimanapun, serangkaian penelitian telah
meningkatkan kemungkinan bahwa HSCS dan keturunan mereka mungkin lebih
plastik dari yang diasumsikan. Beberapa
studi telah menunjukkan bahwa sel-sel diyakini perkembangan terbatas
pada garis keturunan tertentu dapat dimasukkan ke dalam sebuah
lingkungan di mana mereka bisa pulih kemampuan mereka untuk berkomitmen
untuk garis keturunan lainnya. Sebagai
contoh, sel-sel progenitor dapat tumbuh di laboratorium untuk
menghasilkan relatif matang B cells.Traditionally, diharapkan bahwa
sel-sel ini tidak dapat menghasilkan sel-sel limfoid lainnya dan tentu
saja tidak sel myeloid lainnya. Anehnya,
ditemukan bahwa sel-sel B relatif matang dapat ditempatkan dalam
kondisi budaya yang diselamatkan kemampuan mereka untuk menghasilkan
berbagai sel-sel lain termasuk sel-sel myeloid. Hal
ini menimbulkan kemungkinan bahwa nenek moyang dan bahkan sel-sel yang
relatif matang dapat "memprogram" untuk memulihkan beberapa sifat sel
induk mereka dalam kondisi yang tepat, proses yang disebut plastisitas. Hal
ini telah menghasilkan banyak kegembiraan karena, jika kritis
"pemrograman ulang" sinyal dapat didefinisikan, mungkin memungkinkan
para ilmuwan dan dokter untuk membangun kembali hematopoietik adat dan
sistem kekebalan tubuh untuk kondisi individu dan pengaturan klinis.
Bahkan lebih mengejutkan daripada pengamatan ini adalah serangkaian laporan dalam beberapa tahun terakhir menunjukkan bahwa HSCS mungkin memiliki plastisitas yang cukup untuk dapat menghasilkan sel-sel nonhematopoietic termasuk hepatosit, sel-sel otot, sel-sel epidermis, sel-sel islet, neuron, miokardium, dan garis keturunan lainnya di bawah kondisi lingkungan yang tepat. Dalam studi ini, sel-sel sumsum tulang dari tikus, tikus, dan bahkan manusia tampaknya telah dihasilkan berbagai jaringan setelah transplantasi. Beberapa laporan juga dijelaskan sel induk dalam otot, otak, dan jaringan lain yang mungkin dapat menghasilkan sel-sel hematopoietik. Sementara kemungkinan plastisitas sel induk ini menarik, studi plastisitas sel induk masih dalam tahap awal, jauh dari jelas apakah HSCS dan sel-sel induk lain sebenarnya dapat menghasilkan jaringan lain sama sekali atau apakah ini dapat terjadi pada frekuensi yang relevan secara klinis.
Sejumlah masalah teknis mengacaukan studi plastisitas sel induk dan dapat menyebabkan salah tafsir hasil. Ini termasuk fakta bahwa hampir semua percobaan telah menggunakan populasi heterogen sel, sehingga tidak jelas apakah satu sel menghasilkan beberapa jenis jaringan. Selain itu, bahkan sejumlah kecil mencemari sel induk nonhematopoietic berada di tulang, seperti sel-sel batang mesenchymal, dapat memperluas dan memberikan kesan bahwa jaringan nonhematopoietic berasal dari HSC. Tidak ada laporan belum menunjukkan bahwa sel-sel nonhematopoietic fungsional, sehingga ada kemungkinan bahwa sel-sel ini dapat melokalisasi ke jaringan tetapi tidak berpartisipasi dalam proses fisiologis bermakna. Laporan terakhir telah menunjukkan bahwa sel-sel donor dapat menyatu dengan sel penerima nonhematopoietic dan mentransfer penanda genetik, memberikan penampilan yang salah bahwa sel-sel hematopoietik ditransplantasikan dihasilkan jenis lain dari jaringan. Juga, tampak bahwa manipulasi berkepanjangan sel donor luar tubuh sebelum transplantasi dapat menyebabkan mutasi genetik yang dapat menyebabkan plastisitas jelas. Kekhawatiran ini dapat diatasi dalam beberapa tahun ke depan dengan melakukan studi terkontrol hati-hati menggunakan transplantasi sel tunggal dan analisis klonal dari hematopoietik dan jaringan nonhematopoietic. Jika laporan ini mengkonfirmasi bahwa sel-sel induk sebenarnya plastik, itu membuka pintu untuk berbagai aplikasi menarik dalam mengobati penyakit dan penuaan.
Bentuk lain dari plastisitas sel induk yang ditemukan dalam embrio stem (ES) sel dan jenis lain dari pluripo-tenda sel induk. Baris sel ES telah dihasilkan menggunakan teknik rekayasa jaringan dari blastokista tikus, primata, dan manusia. Sel-sel ES dapat dipertahankan untuk jangka waktu yang lama dalam budaya dan, dalam kondisi yang tepat, dapat diinduksi untuk berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel termasuk sel-sel hematopoietik. [88] Pada tikus, sel-sel ES yang telah dibedakan menjadi sel-sel hematopoietik akhirnya mungkin dapat menyusun kembali beberapa derajat hematopoiesis setelah transplantasi. Menggunakan sel-sel ES sebagai sumber transplantasi masih penuh dengan berbagai tantangan teknis termasuk jumlah sel terbatas dan kemungkinan bahwa sel-sel ES dapat membentuk tumor setelah transplantasi. Selain itu, ada tantangan etis yang signifikan untuk mengembangkan dan menggunakan sel ES. Akibatnya, sumber sel induk totipoten telah dicari dalam jaringan dewasa. Baru-baru ini, sel murine dengan ES-jenis properti, disebut sebagai multipoten progenitor cell dewasa (MAPC), diidentifikasi dalam sumsum tulang yang mampu berdiferensiasi menjadi berbagai jaringan termasuk sel mesenchymal, mesoderm visceral, neuroectoderm, dan endoderm. MAPCs juga mampu menanamkan dan berdiferensiasi menjadi sel-sel hematopoietik setelah transplantasi ke tikus penerima. Jika temuan ini dikonfirmasi, MAPCs dapat mewakili jenis lain dari sel induk yang dapat digunakan untuk pemulihan hematopoietik. Sel-sel ini dapat mengatasi banyak keterbatasan etis dan teknis sel ES dan berpotensi sumber daya yang menarik.
Berbagai mekanisme kontrol hematopoiesis. Kemungkinan plastisitas sel induk yang menggiurkan, tapi masih banyak pekerjaan untuk menentukan bagaimana induk plastisitas sel dapat menyebabkan hematopoiesis dan proses yang terkait. Pada akhirnya, jika plastisitas sel induk yang terbukti menjadi fenomena nyata dan praktis, itu akan memberikan dasar bagi pendekatan menarik untuk mengobati berbagai penyakit ganas, inflamasi, dan degeneratif.
Bahkan lebih mengejutkan daripada pengamatan ini adalah serangkaian laporan dalam beberapa tahun terakhir menunjukkan bahwa HSCS mungkin memiliki plastisitas yang cukup untuk dapat menghasilkan sel-sel nonhematopoietic termasuk hepatosit, sel-sel otot, sel-sel epidermis, sel-sel islet, neuron, miokardium, dan garis keturunan lainnya di bawah kondisi lingkungan yang tepat. Dalam studi ini, sel-sel sumsum tulang dari tikus, tikus, dan bahkan manusia tampaknya telah dihasilkan berbagai jaringan setelah transplantasi. Beberapa laporan juga dijelaskan sel induk dalam otot, otak, dan jaringan lain yang mungkin dapat menghasilkan sel-sel hematopoietik. Sementara kemungkinan plastisitas sel induk ini menarik, studi plastisitas sel induk masih dalam tahap awal, jauh dari jelas apakah HSCS dan sel-sel induk lain sebenarnya dapat menghasilkan jaringan lain sama sekali atau apakah ini dapat terjadi pada frekuensi yang relevan secara klinis.
Sejumlah masalah teknis mengacaukan studi plastisitas sel induk dan dapat menyebabkan salah tafsir hasil. Ini termasuk fakta bahwa hampir semua percobaan telah menggunakan populasi heterogen sel, sehingga tidak jelas apakah satu sel menghasilkan beberapa jenis jaringan. Selain itu, bahkan sejumlah kecil mencemari sel induk nonhematopoietic berada di tulang, seperti sel-sel batang mesenchymal, dapat memperluas dan memberikan kesan bahwa jaringan nonhematopoietic berasal dari HSC. Tidak ada laporan belum menunjukkan bahwa sel-sel nonhematopoietic fungsional, sehingga ada kemungkinan bahwa sel-sel ini dapat melokalisasi ke jaringan tetapi tidak berpartisipasi dalam proses fisiologis bermakna. Laporan terakhir telah menunjukkan bahwa sel-sel donor dapat menyatu dengan sel penerima nonhematopoietic dan mentransfer penanda genetik, memberikan penampilan yang salah bahwa sel-sel hematopoietik ditransplantasikan dihasilkan jenis lain dari jaringan. Juga, tampak bahwa manipulasi berkepanjangan sel donor luar tubuh sebelum transplantasi dapat menyebabkan mutasi genetik yang dapat menyebabkan plastisitas jelas. Kekhawatiran ini dapat diatasi dalam beberapa tahun ke depan dengan melakukan studi terkontrol hati-hati menggunakan transplantasi sel tunggal dan analisis klonal dari hematopoietik dan jaringan nonhematopoietic. Jika laporan ini mengkonfirmasi bahwa sel-sel induk sebenarnya plastik, itu membuka pintu untuk berbagai aplikasi menarik dalam mengobati penyakit dan penuaan.
Bentuk lain dari plastisitas sel induk yang ditemukan dalam embrio stem (ES) sel dan jenis lain dari pluripo-tenda sel induk. Baris sel ES telah dihasilkan menggunakan teknik rekayasa jaringan dari blastokista tikus, primata, dan manusia. Sel-sel ES dapat dipertahankan untuk jangka waktu yang lama dalam budaya dan, dalam kondisi yang tepat, dapat diinduksi untuk berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel termasuk sel-sel hematopoietik. [88] Pada tikus, sel-sel ES yang telah dibedakan menjadi sel-sel hematopoietik akhirnya mungkin dapat menyusun kembali beberapa derajat hematopoiesis setelah transplantasi. Menggunakan sel-sel ES sebagai sumber transplantasi masih penuh dengan berbagai tantangan teknis termasuk jumlah sel terbatas dan kemungkinan bahwa sel-sel ES dapat membentuk tumor setelah transplantasi. Selain itu, ada tantangan etis yang signifikan untuk mengembangkan dan menggunakan sel ES. Akibatnya, sumber sel induk totipoten telah dicari dalam jaringan dewasa. Baru-baru ini, sel murine dengan ES-jenis properti, disebut sebagai multipoten progenitor cell dewasa (MAPC), diidentifikasi dalam sumsum tulang yang mampu berdiferensiasi menjadi berbagai jaringan termasuk sel mesenchymal, mesoderm visceral, neuroectoderm, dan endoderm. MAPCs juga mampu menanamkan dan berdiferensiasi menjadi sel-sel hematopoietik setelah transplantasi ke tikus penerima. Jika temuan ini dikonfirmasi, MAPCs dapat mewakili jenis lain dari sel induk yang dapat digunakan untuk pemulihan hematopoietik. Sel-sel ini dapat mengatasi banyak keterbatasan etis dan teknis sel ES dan berpotensi sumber daya yang menarik.
Berbagai mekanisme kontrol hematopoiesis. Kemungkinan plastisitas sel induk yang menggiurkan, tapi masih banyak pekerjaan untuk menentukan bagaimana induk plastisitas sel dapat menyebabkan hematopoiesis dan proses yang terkait. Pada akhirnya, jika plastisitas sel induk yang terbukti menjadi fenomena nyata dan praktis, itu akan memberikan dasar bagi pendekatan menarik untuk mengobati berbagai penyakit ganas, inflamasi, dan degeneratif.
sumber : http://www.medscape.com/viewarticle/449118_4
Tidak ada komentar:
Posting Komentar