Matične ćelije su izvorne, osnovne, nespecijalizovane humane ćelije koje imaju potencijal da proizvode različite vrste specijalizovanih ćelija, pa tako i različita telesna tkiva i organe. Ove ćelije svojom deobom daju sopstvenu kopiju i jednu više diferentovanu/specijalizovanu ćeliju. Ovo je uobičajena definicija, međutim mnogo toga je još potrebno da se otkrije o njima. Još uvek se ne zna dovoljno o njihovom diferentovanju, jedinstvenim svojstvima. Naučnici su svesni njihovog ogromnog potencijala. Danas se odvijaju mnogobrojna istraživanja o upotrebi ovih ćelija u medicini, biotehnologiji i farmakologiji.
Matične ćelije se od ostalih ćelija razlikuju po tome što imaju sposobnost samoobnavljanja te mogu da održavaju sopstvenu populaciju. Razlikuju se i u razmnožavanju gde proliferacijom nastaje velik broj ćelija potomaka. Mogu da diferenciraju u druge ćelijske tipove sa specijalizovanim funkcijama. Postoji nekoliko tipova matičnih ćelija. Ako od matične ćelije nastaju sve ćelije embriona kao i ćelije odraslih uključujući i germinativne ćelije i neembrionske (ekstra-embrionske) strukture koje su povezane sa fetusom kao što su placenta nazivaju se totipotentne. Na primer oplođena jajna ćelija je totipotentna, kao i neke blastomere (prve ćelije koje nastaju od oplođene jajne ćelije). Ali ove ćelije nisu matične jer se ne obnavljaju. Matična ćelija od koje mogu nastati embrionalne ćelije, ćelije odraslih, germinativne ćelije ali ne i ekstra-embrionske strukture zovu se pluripotentne. Embrionske matične ćelije su pluripotentne. Sve ostale matične ćelije koje se nalaze u specijalizovanim tkivima fetusa ili odrasle jedinke zovu se multipotentne, što znači da od njih mogu nastati mnoge ali ne i sve ćelije u telu.
Multipotentne matične ćelije jedino formiraju ćelije tkiva i organa u kojima se normalno nalaze.
Postoje i unipotentne matične ćelije koje mogu da formiraju samo jedan tip ćelija. Primer je spermatogonija od koje samo nastaju spermatozoidi. Kako bi očuvale svoj broj matične ćelije se dele tako što deobom nastaju jedna ili dve ćerke ćelije koje zadržavaju osobine ćelije od koje su nastale. Ćerka ćelija koja izgubi karakteristike matične postaje potpuno diferentnovana, odnosno funkcionisaće kao ćelija tkiva ili organa kojem pripada. U najboljem slučaju deli se par puta, ali često se uopšte ne deli. Takva je većina moždanih ćelija.
Matične ćelije je najlakše podeliti u dve grupe: embrionalne i adultne. Embrionalne nastaju iz embriona, odnosno par dana posle oplođenja. Adultne se nalaze posle rođenja, ne samo u telu već i u pupčanoj vrpci. Jedan od najistraženijih i najiskoriśćenih izvora adultnih matičnih ćelija je kostna srž, ali je u poslednjoj dececiji otkriveno da matičnih ćelija ima i na drugim mestima uključujući moždano tkivo, vlasi kose, vilice, kožu, zidove krvnih sudova, pankreas. Adultne matične ćelije mogu biti samo multipotentne ili unipotentne. Odrasli nemaju totipotentne i pluripotentne matične ćelije. Međutim u laboratoriji pri veštačkim uslovima moguće je neke adultne ćelije reprogramirati u pluripotentne. U normalnim uslovima diferencijacija je jednosmerna. Potpuno diferentovane ćelije imaju ograničen broj deoba. Od njih će nastati ćerke ćelije sa istim karakteristikama u okviru jedne vrste tkiva. One ne mogu da se diferentuju u drugu vrstu tkiva ili organa. Slično tome multipotentna ili unipotentna adultna matična ćelija u jednom organu ili tkivu poput pankreasa ne može opet postati pluripotentna embrionalna ćelija. Adultna matična ćelija „pamti“ odakle dolazi tako na primer, od pankreasne matične ćelije će nastati samo ćelije pankreasa, hematopoetične matične ćelije u koštanoj srži mogu se diferentovati samo u krvne ćelije, itd. Suprotno njima embrionalne matične ćelije su po definiciji pluripotentne, i od njih može nastati bilo koja ćelija.
Tokom embrionalnog razvoja ćelije se dele i formiraju odgovarajuća tkiva. Većina ćelija postepeno gubi karakteristike matične ćelije od koje su potekle, kao i mogućnost da se diferenciraju ka mnogim drugim ćelijskim linijama. Proces diferencijacije počinje kada totipotentno oplođeno jajašce pređe u pluripotentno stanje (ćelije blastociste). Ćelije se postepeno diferenciraju ka multipotentnim i unipotentnim matičnim ćelijama specifičnog tkiva ili organa. Ove multipotentne i unipotentne ćelije nazivaju se i progenitornim ćelijama. Progenitorne ćelije mogu da se dele, ali mnogo manji broj puta nego pluripotentne ćelije. Progenitorne ćelije su predodređene da se jedino dele u ćelije koje su potrebne za pravilno funkcionisanje tkiva ili organa kome pripadaju. Kod oštećenja organa ove ćelije se dele i tako oporavljaju njegovu funkciju.
Literatura:
- Mummery C., Van de Stolpe A., Roelen B., Clevers H. Stem Cells scientific facts and fiction. Second edition, Elsevier, 2014.