Dzisiaj chce państwu powiedzieć coś o temacie niezwykle aktualnym mianowicie o neurogenezie mózgu takiego jaki każdy z nas ma… dojrzałego a nie takiego jaki kształtuje się w ok. życia zarodkowego. Będę mówił o procesach regeneracyjnych mózgu. Zanim przejdę do tego tematu muszę pokazać wam kilka innych przeźroczy.
Komórki macierzyste możemy podzielić na rzeczywiste które możemy uzyskać do 6 tygodnia. Totipotencjalne komórki uzyskujemy z kilkudniowych zarodków, wyizolowanie jej i usadowienie na odpowiednim podłożu może skutkować wyhodowaniem identycznego organizmu jak ten z którego ją uzyskaliśmy. Z zarodka wyższej klasy rozwojowej (7 dni- 6 tydzień) już komórek totipotencjalnych nie uzyskamy. Z nich dostajemy kom. macierzyste. rzeczywiste pluripotencjalne różnicujące się w dowolne narządy ale nie pozwolą nam na uzyskanie nowego organizmu gdyż nie może wytworzyć trofoblastu. Z łożyska zaś, a konkretnie z krwi łożyskowej zawartej w jego strukturze pozyskuje się parę mililitrów krwi w której zawarte są komórki macierzyste mogące się różnicować w kilku kierunkach – są również pluripotencjalne. Bankując tą krew możemy swojemu dziecku, lub innemu dziecku choremu na np. białaczkę czy chłoniaki, możemy zafundować porcję nowych komórek zastępujących stare. Potem mamy tzw. Komórki macierzyste nierzeczywiste czyli dojrzałego organizmu które znajdujemy w ciele, otóż praktycznie we wszystkich narządach, są specjalne struktury nazywane niszami komórek macierzystych lezą tam komórki o różnym potencjale różnicowania, są to komórki zarówno pluri/multi/bi/unipotencjalne. 1 Generalne cechy kom. macierzystych:
Długie telomery + telomeraza.
Są klonogenne – kolejne populacje są identyczne.
Szeroki repertuar różnicowania się.
Specyficzną strukturę i receptory.
W obrębie mózgu w komórkach ependymalnych 2 komory mózgowej można zaobserwować podziały komórkowe. Za pomocą autoradiografii, przy pomocy radioaktywnej tyminy, wykazał że taka tymina wbudowywuje się do komórek układu nerwowego co udowodniło że niektóre komórki OUNu podlegają proliferacji. W roku 2010, wprowadzono do badań przedklinicznych aminopropylokarbazol wysentytyzowany nowy lek który indukuje proliferacje macierzystych komórek mózgowych. W mózgu znajdują się dwie strefy regeneracji komórek mózgowych są to:
Kora stara – zakręt zębaty hipokampa
Komórki Ependymalne komór bocznych mózgu
Te dwa miejsca w mózgu człowieka są magazynem komórek macierzystych mózgu. Proliferacja występuje też w korze czołowej, skroniowej, w prążkowiu, we wzgórzu a także w ciałach migdałowatych.
Nisza komórek macierzystych to specjalne ugrupowanie komórek towarzyszących komórką macierzystym, odpowiedzialna za kotwiczenie, proliferację a następnie różnicowanie komórek macierzystych. Krótko powiedziawszy nisza odpowiedzialna jest za całokształt rozwoju komórek macierzystych. Proces tego kształtowania kontrolowany jest za pomocą różnych substancji uwalnianych przez komórki niszy regulujących odpowiednie zmiany w budowie komórek macierzystych. Organizacja niszy w komorze bocznej mózgu składa się z komórek B1, glejopodobnych astrocytarnych komórek posiadających znacznik w formie WHAPu (włókniste kwaśne białko gliocytów). Tworzą one centralną część niszy i posiadają wypustki zmierzające do naczyń krwionośnych z których czerpią materiały odżywcze dla reszty komórek niszy. Pełnią one funkcje odżywcze. Wokół nich (w formie słoneczka) lokalizują się ependymocyty typu pierwszego i drugiego (typ drugi to około 5% ependymocytów). Tworzą one obudowę tych komórek astrocytarnych. Wśród nich lokalizują się komórki A będącymi prekursorami neuroblastów oraz komórki C będące progenitorowymi komórkami przejściowo aktywowanymi posiadające włókienka pośrednie nestymowe. Natomiast na prekursorowych neuroblastach znajduje się białko DCX (podwójna kortyna, z grupy białek MAP – białka towarzyszące mikrotubulom). Ta struktura niszy nazywana jest wiatraczkiem. Wokół tego „wiatraczka” organizują się tak zwane fraktony czyli tak zwana macierz poza komórkowa będąca ugrupowaniem różnych białek – perlekanu, nidogenu, lamininy etc. Jest to także miejsce posadowienia specjalnych metaloproteinaz, przede wszystkim metaloproteinaza II i IX. Te dwie odpowiadają za stopień upakowania włókien, istotne jest bowiem by komórki macierzyste mogły opuścić niszę co wymaga rozluźnienia fraktonu co zapewniają te właśnie metaloproteinazy. Ale zachodzi to dopiero gdy komórki macierzyste są już wyspecjalizowane!. Komórki utworzone w strefie komory bocznej biegną do opuszki węchowej regenerując interneurony węchowe. Są więc one odpowiedzialne za szlaki smaku i węchu. W warstwie niszy zakrętu zębatego ruch komórek jest bardzo ograniczony i polega na przesunięciu do warstwy ziarnistej wewnętrznej. Wszystkie komórki w niszy są ze sobą bardzo ściśle powiązane i za pomocą matrixu, złącz komórkowych (adhezyjne – zespalają mech komórki; nexus (jonowo metaboliczne) umożliwiające transport międzykomórkowych) są ze sobą mocno połączone. Macierz jest także siedliskiem czynników wzrostowych:
BMP 4 – wymuszają różnicowanie w kierunku komórek glejowych
LIF – czynnik hamujący rozwój białaczek
CDMF – czynnik rzęsko podobny, wzrostowy, odpowiedzialny za różnicowanie komórek macierzystych w kierunku neuroblastów
EGF – naskórkowy czynnik wzrostowy odpowiedzialny za różnicowanie komórek macierzystych w kierunku neuroblastów
FGF2 – fibroblastyczny czynnik wzrostowy odpowiedzialny za różnicowanie komórek macierzystych w kierunku neuroblastów
IGF1 – insulinopodobny czynnik wzrostowy odpow iedzialny za różnicowanie komórek macierzystych w kierunku neuroblastów
HGF – hepatocytarny czynnik wzrostowy
EPO – erytropoetyna
Oraz innych związków:
Neuromodulatory
Neuromediatory
Neurogenezyna i Noggina współdziałające z FGFem i CDMFem wymuszając różnicowanie w neuron.
Bromodezoksyurduna podana w obszar niszy powoduje wybarwienie całej niszy, mięśniówki otaczającej oraz neurony co dowodzi że powstają one ze wspólnego pnia.
W warstwie podziarnistej w obrębie zakrętu zębatego komórką wyjściową do różnicowania jest kom. Glejopodobna, która pod wpływem licznych czynników wzrostowych może różnicować się w astrocyty lub jeśli zadziała inna grupa czynników, różnicowanie idzie przez bezwypustkową kom. Macierzystą wstępnie aktywowaną która po przechwyceniu sygnału BMP 4 może przejść w astrocyt lub może przy działaniu neurogenezyny i nogginy przejść w neuroblast a potem w neuron.
Komórka ependymalna może różnicować się w kierunku komórki B1 a następnie w astrocyt lub drugi szlak biegnie przez przejściowo aktywowaną komórkę macierzystą która może przejść w astrocyt, oligodendrocyt lub ostatecznie w komórkę ependymalną, neuroblastyczną i w neuron ostateczny.
Bipotencjalne – różnicujące się w 2 określone typy komórek
Unipotencjalne – różnicują się w tylko 1 typ komórki ale ta komórka następnie może różnicować się w bardziej zaawansowane formy.↩