KOMÓRKI MACIERZYSTE 

 

 

1.  Komórka  macierzysta  (KM,  komórka  pnia)  –  niezróżnicowana  komórka  zdolna 

do: 

a)  proliferacji 

b)  samoodnawiania się (regeneracji) 

c)  różnicowania 

 
2.  Typy podziału komórek macierzystych: 

a)  symetryczny  –  prowadzi  do  wytworzenia  2  komórek  macierzystych  oraz  2 

komórek progenitorowych (częściowo zróżnicowanych) 

b)  asymetryczny  –  z  jednej  komórki  macierzystej  powstaje  1  komórka 

macierzysta i 1 progenitorowa 

 

3.  Macierz  zewnątrzkomórkowa  (nisza)  –  miejsce,  w  którym  umiejscowione  są 

komórki macierzyste. Znajdują się tam: 

a)  komórki dojrzałe 

b)  komórki macierzyste 

c)  czynniki wzrostu 

d)  białka macierzy zewnątrzkomórkowej 

 
4.  PODZIAŁ KOMÓREK MACIERZYSTYCH: 

a)  ze względu na zdolności do różnicowania się: 

  totipotencjalne  –  najbardziej  pierwotne,  różnicują  się  do  wszystkich 

komórek (w tym komórek łożyska), np. zygota 

  pluripotencjalne  –  różnicują  się  tylko  do  komórek  somatycznych,  czyli 

wszystkich oprócz komórek łożyska 

  multipotencjalne – różnicują się do komórek w obrębie tej samej tkanki 

(listka zarodkowego)  powstaje z nich kilka podobnych typów komórek 

  unipotencjalne  (prekursorowi)  –  różnicują  się  tylko  do  jednego  typu 

komórek, ale zachowują zdolność do podziałów, np. keratynocyty 

 

b)  ze względu na pochodzenie: 

 

EMBRIONALNE (ES) / ZARODKOWE (ZKM) 

SOMATYCZNE (dojrzałe, dorosłe) 

  toti-/pluri-potencjalne 
  różnicują się do wszystkich typów komórek organizmu 
  otrzymywane przez pobranie z blastocysty (1-

tygodniowego zarodka) lub zarodkowych komórek 

płciowych 

  nie  są  wykorzystywane  w  terapii  ze  względu  na 

możliwość rozwoju nowotworu 

  multi-/uni-potencjalne 
  znajdują  się  w  niewielkich  ilościach  w 

narządach  (szpiku,  naskórku,  mózgu,  krwi, 
wątrobie) 

  uaktywniają  się  w  razie  konieczności 

regeneracji  (np.  uraz  lub  ciągłe  zużycie  np. 
krwi) 

 

Źródła uzyskiwania komórek macierzystych 

 

 

1.  Klonowanie terapeutyczne: 

a)  do  komórki  jajowej  wprowadza  się  jądro  dojrzałej  komórki    KLONOTA   

BLASTOCYSTA (i z blastocysty można pobrać ES) 

b)  zalety komórek embrionalnych: 

  podatność na różnicowanie 

  większa liczebność niż komórek macierzystych u organizmów dorosłych 
  łatwość hodowli 

 

2.  iPKM – indukowane pluripotencjalne KM: 

a)  transformacja  komórek  somatycznych  w  ostatnim  etapie  ich  zróżnicowania 

(czyli z multi-/unipotencjalnych mamy pluripotencjalne) 

b)  przebieg procesu: 

  wprowadzenie odpowiednich genów do genomu komórki dorosłej, np. C-

MYC, OCT4, SOX, KLF4 

  ekspresja genów   powstają odpowiednie czynniki transkrypcyjne (OCT, 

NANOG) i dalej są już tworzone odpowiednie mRNA i białeczka 

 

c)  wady i zalety iPKM: 

 

ZALETY 

WADY 

  wykazują  cechy  charakterystyczne  dla  ES  –  tworzą 

zróżnicowane linie 

  brak kontrowersji (nie używamy ludzkich zarodków 

to i nikt się nie czepia) 

  niska efektywność transformacji 
  trudno kontrolowany proces 
  możliwość tworzenia potworniaków 
  zaburzenie  struktury  i  organizacji  DNA   

możliwość mutacji  nowotwory 

 

d)  alternatywa dla klonowania – przyszłościowo chcą wprowadzać gotowe białka 

zamiast genów 

e)  wprowadzenie genów dzięki: 

  wektorom retrowirusowym wbudowującym się do DNA 
  wirusom nieintegrującym się z genomem 

  zmodyfikowanym adenowirusom (bezpieczniejsza wersja) 

 

 
3.  Otrzymywanie KM z krwi pępowinowej: 

a)  metoda  jest  źródłem  pozyskiwania  komórek  hematopoetycznych  i 

mezenchymalnych 

b)  cechy pozyskiwanych komórek: 

  mniej ukierunkowane niż te ze szpiku kostnego 
  duży potencjał proliferacyjny 
  znikome uszkodzenia mutagenami etc. 
  łatwość pozyskiwania 

 

4.  VSEL – małe embrionalno-podobne KM – są obecne w dojrzałych tkankach (krew 

pępowinowa, szpik kostny) i odpowiedzialne za regeneracje i naprawę tkanek: 

a)  VSEL  wykazują  ekspresję  markerów  komórek  pluripotentnych,  np.  receptora 

CXCR4 dla SDF-1, który: 

  umożliwia zasiedlenie nisz szpikowych przez komórki macierzyste 

  mobilizuje komórki macierzyste ze szpiku do krwi 
  wpływa  na  dojrzewanie  i  mobilizację  komórek  mieloidalnych  i 

limfoidalnych 

  współdziała w zakażeniu HIV-1 

  jest związany z rozwojem nowotworów 

 

b)  cechy VSEL: 

  duży potencjał proliferacyjny (wszystkie 3 listki zarodkowe) 

  alternatywna dla ES 

c)  ograniczenia w wykorzystywaniu VSEL: 

  komórek jest mało, a ich liczba dodatkowo maleje wraz z wiekiem 
  regenerują  tylko  niewielkie  uszkodzenia  i  mogą  sobie  nie  poradzić  z 

czymś większym 

  ze  względu  na  obecność  enzymów  proteolitycznych  z  leukocytów 

obwodowych  i  makrofagó  tkankowych  mogą  po  prostu  „nie  dojść”  do 

miejsca uszkodzenia 

 
 

Kontrola proliferacji i różnicowania 

 

1.  Szlak NOTCH 

a)  receptor NOTCH składa się z 3 domen: 

  zewnątrzkomórkowej 
  transbłonowej 

  cytoplazmatycznej 

b)  przebieg: 

  białko NOTCH łączy się z receptorem NOTCH 
  γ-sekretaza uwalnia domenę cytoplazmatyczną receptora 
  przemieszczenie domeny do jądra 
  aktywacja transkrypcji genów 

c)  rola szlaku: 

  utrzymanie zdolności komórek macierzystych do samoodnawiania (czyli 

zahamowanie różnicowania) 

  utrzymanie odpowiedniego kierunku różnicowania 

  regulacja funkcji komórek krwiotwórczych 

 

2.  Szlak Wnt: 

a)  rola szlaku: 

  ochrona przed różnicowaniem 

  zapewnienie komórkom macierzystym zdolności do samoodnawiania 

b)  przebieg: 

  białko  WNT  jest  wydzielane  poza  komórkę    wchodzi  w  interakcję  z 

glikozaminoglikanami macierzy zewnątrzkomórkowej 

  potem białeczko wiąże się z receptorem FRIZZLED 
  takie połączenie aktywuje jeszcze inne białeczko zwane DISHEVELLED 
  zaktywowane białko inaktywuje kinazę syntazy glikogenu (GSH-3-β) 
  zahamowanie degradacji β-kateiny 

  skoro  β-kateina  nie  została  zniszczona  do  wchodzi  do  jądra  gdzie 

aktywuje transkrypcję 

 
3.  Szlak białka Shh: 

a)  rola szlaku: 

  regulacja rozwoju embrionalnego ssaków 
  kontrola proliferacji i różnicowania komórek macierzystych (zwłaszcza 

mezenchymalnych i neuronalnych) 

b)  przebieg: 

  wzrost  poziomu  Ca

2+

  w  komórce    aktywacja  kinazy  białkowej  C   

aktywacja receptora PATCHED (Ptch) 

  aktywacja białka Shh przez palmitylację N-końcowej cysteiny 
  zaktywowane białko łączy się ze zaktywowanym receptorem Ptch 
  zniesienie supresji białka SMO 
  skoro SMO nie jest hamowane to aktywuje czynniki transktpcyjne GLI  

aktywacja odpowiednich genów 

 
4.  Białko OCT4: 

a)  rola: 

  aktywacja proliferacji 
  utrzymywanie komórek w stanie niezróżnicowanym 
  zapewnienie komórek pluripotencjalności 

b)  występowanie (czyli gdzie to białko ulega ekspresji): 

  tylko w komórkach pluripotencjalnych – dlatego OCT4 jest znacznikiem 

pluripotencji 

  nie występuje w komórkach dojrzałych 

 

 

5.  Białko NANOG: 

a)  występuje w ZKM (ES) 
b)  rola: 

  czynnik samoodnawiania komórek 
  utrzymanie stanu pluripoencji 

c)  NADEKSPRESJA = wzrost proliferacji + utrzymanie pluripotencjalności 
d)  BRAK EKSPRESJI = różnicowanie komórek 

 

 

 

Komórki macierzyste a nowotwory 

 

1.  Teorie tłumaczące pochodzenie nowotworowych komórek macierzystych: 

a)  mutacja komórki somatycznej: 

  zmutowana komórka staje się nieśmiertelna 
  z  niej  powstają  KM  nowotworu,  np.  komórki  nabłonka  śluzówki 

żołądka 

b)  przekształcenie prawidłowych KM/komórek progenitorowych 

c)  „zły timing” VSEL  KM zamiast regenerować uszkodzenie budują nowotwór, 

np. komórki nabłonka śluzówki żołądka po zakażeniu Helicobacter pylori 

d)  odbudowanie  wcześniej  zniszczonego  guza  przez  VSEL,  które  są  oporne  na 

apoptozę i leki cytostatyczne  

 
2.  Model transformacji nowotworowej: 

a)  w komórce macierzystej następuje mutacja 

b)  komórka traci kontrolę nad samoodnową  

c)  powstaje duża pula komórek macierzystych: 

  i one dalej mogą sobie mutować tak samo jak powstające z nich komórki 

progenitorowe 

  końcowe  mutacje  zachodzą  jednak  TYLKO  w  komórkach 

progenitorowych  konkretnej  linii  rozwojowej    i  potem  mamy 
konkretny nowotwór 

 

3.  Etapy terapii skierowanej na komórki macierzyste nowotworu: 

a)  identyfikacja KM: 

  obecność/brak antygenów powierzchniowych 

b)  znalezienie  metody  eliminacji,  co  nie  jest  łatwe  z  powodu  oporności  na 

chemioterapię wynikającej z: 

  dużej ilości białek MDR) 
  dużej ilości zredukowanego glutationu i białek chroniących przez RFT 

c)  metody terapii: 

  klasyczna  terapia  powodująca  zablokowanie  syntezy  białek 

odpornościowych 

  pobudzenie komórek macierzystych do różnicowania się