Hematopoëtische stamcellen

Hematopoëtische stamcellen (HSC's) worden, net als mesenchymale voorlopercellen, gekenmerkt door multipotentie en geven aanleiding tot cellijnen waarvan de eindproducten de gevormde elementen van het bloed vormen, evenals een aantal gespecialiseerde weefselcellen van het immuunsysteem.

De hypothese van het bestaan van een gemeenschappelijke voorloper van alle bloedcellen, evenals de term "stamcel" zelf, is afkomstig van A. Maksimov (1909). Het potentieel voor de vorming van celmassa in HSC is enorm - beenmergstamcellen produceren dagelijks 10 cellen die de gevormde elementen van perifeer bloed vormen. Het bestaan van hematopoëtische stamcellen werd in 1961 vastgesteld in experimenten met het herstel van hematopoëse bij muizen die een dodelijke dosis radioactieve bestraling ontvingen die beenmergstamcellen vernietigt. Na transplantatie van syngene beenmergcellen naar dergelijke dodelijk bestraalde dieren werden in de milt van de ontvangers afzonderlijke hematopoëtische foci gevonden, waarvan de bron enkelvoudige klonogene voorlopercellen waren.

Vervolgens werd het vermogen van hematopoëtische stamcellen tot zelfonderhoud bewezen, door hematopoëse te verzorgen in het proces van ontogenese. Tijdens de embryonale ontwikkeling onderscheiden HSC's zich door een hoge migratieactiviteit, noodzakelijk voor hun verplaatsing naar de zones waar hematopoëtische organen worden gevormd. Deze eigenschap van HSC's blijft ook behouden tijdens de ontogenese: dankzij hun constante migratie vindt er een permanente vernieuwing van de pool van immunocompetente cellen plaats. Het vermogen van HSC's om te migreren, histohematische barrières te doorbreken, zich in weefsels te nestelen en klonogene groei te veroorzaken, diende als basis voor de transplantatie van beenmergcellen bij een aantal ziekten die gepaard gaan met pathologie van het hematopoëtische systeem.

Net als alle andere stamcelbronnen zijn hematopoëtische stamcellen in zeer kleine hoeveelheden aanwezig in hun niche (beenmerg), wat bepaalde problemen oplevert bij hun isolatie. Immunofenotypisch worden menselijke HSC's gekarakteriseerd als CD34+ NK-cellen die in staat zijn om naar de bloedbaan te migreren en de organen van het immuunsysteem te bevolken of het stroma van het beenmerg te herbevolken. Het moet duidelijk zijn dat HSC's niet de meest onrijpe cellen van het beenmerg zijn, maar afkomstig zijn van voorlopercellen, waaronder slapende fibroblastachtige CD34-negatieve cellen. Het is vastgesteld dat cellen met het CD34-fenotype in staat zijn om de algemene bloedbaan binnen te dringen, waar ze hun fenotype veranderen naar CD34+, maar bij omgekeerde migratie naar het beenmerg, onder invloed van de micro-omgeving, worden ze opnieuw CD34-negatieve stamcelelementen. In rusttoestand reageren CD34+-cellen niet op paracriene regulerende signalen van het stroma (groeifactoren, cytokinen). In situaties die echter een verhoogde intensiteit van hematopoëse vereisen, reageren stamcellen met het CD34-fenotype op differentiatiesignalen door zowel hematopoëtische als mesenchymale voorlopercellen te vormen. Hematopoëse vindt plaats door direct contact van HSC's met cellulaire elementen van het beenmergstroma, vertegenwoordigd door een complex netwerk van macrofagen, reticulaire endotheelcellen, osteoblasten, stromale fibroblasten en extracellulaire matrix. De stromale basis van het beenmerg is niet slechts een matrix of "skelet" voor hematopoëtisch weefsel; het reguleert de hematopoëse nauwkeurig dankzij paracriene regulerende signalen van groeifactoren, cytokinen en chemokinen, en zorgt tevens voor de adhesieve interacties die nodig zijn voor de vorming van bloedcellen.

Het zich voortdurend vernieuwende systeem van hematopoëse is dus gebaseerd op een polypotente (vanuit hematopoëse-oogpunt) hematopoëtische stamcel die in staat is tot langdurige zelfonderhoud. Tijdens het proces van commitment ondergaan HSC's primaire differentiatie en vormen ze klonen van cellen die verschillen in cytomorfologische en immunofenotypische kenmerken. De opeenvolgende vorming van primitieve en gecommitteerde voorlopercellen eindigt met de vorming van morfologisch identificeerbare voorlopercellen van verschillende hematopoëtische lijnen. Het resultaat van de volgende fasen van het complexe, meerfasenproces van hematopoëse is de rijping van cellen en de afgifte van volwassen gevormde elementen in het perifere bloed - erytrocyten, leukocyten, lymfocyten en trombocyten.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Bronnen van hematopoëtische stamcellen

Hematopoëtische stamcellen worden beschouwd als de meest bestudeerde bron van stamcellen, grotendeels vanwege hun klinische toepassing bij beenmergtransplantatie. Op het eerste gezicht is er al veel bekend over deze cellen. Tot op zekere hoogte klopt dit, aangezien intermediaire en volwassen afstammelingen van HSC's de meest toegankelijke cellulaire elementen zijn, die elk (erytrocyten, leukocyten, lymfocyten, monocyten/macrofagen en bloedplaatjes) zorgvuldig zijn bestudeerd op alle niveaus - van licht- tot elektronenmicroscopie, van biochemische en immunofenotypische kenmerken tot identificatie met PCR-analysemethoden. De monitoring van morfologische, ultrastructurele, biochemische, immunofenotypische, biofysische en genomische parameters van HSC's heeft echter nog geen antwoorden opgeleverd op veel problematische kwesties, waarvan de oplossing noodzakelijk is voor de ontwikkeling van celtransplantatie. De mechanismen voor de stabilisatie van hematopoëtische stamcellen in een slapende toestand, hun activering, de overgang naar het stadium van symmetrische of asymmetrische deling en, nog belangrijker, hun betrokkenheid bij de vorming van functioneel verschillende elementen van het bloed zoals erytrocyten, leukocyten, lymfocyten en bloedplaatjes zijn nog niet vastgesteld.

De aanwezigheid in het beenmerg van cellen met het CD34-fenotype, die de voorlopers zijn van zowel mesenchymale als hematopoëtische stamcellen, riep de vraag op naar het bestaan van de vroegste voorlopers van cellulaire differentiatie in stromale en hematopoëtische lijnen, die dicht bij CD34-negatieve cellen liggen. De zogenaamde langetermijncultuur-initiërende cel (LTC-IC) werd verkregen met behulp van de langetermijnkweekmethode. De levensduur van dergelijke voorlopercellen met kolonievormende activiteit op de stromale basis van beenmerg met een bepaalde combinatie van groeifactoren is langer dan 5 weken, terwijl de levensvatbaarheid van toegewijde kolonievormende eenheden (CFU) in kweek slechts 3 weken bedraagt. Momenteel wordt LTC-IC beschouwd als een functioneel analoog van HSC's, aangezien met een hoog repopulatiepotentieel ongeveer 20% van de LTC-IC wordt gekenmerkt door het CD34+CD38-fenotype en een hoge capaciteit voor zelfvernieuwing vertoont. Dergelijke cellen worden in menselijk beenmerg aangetroffen met een frequentie van 1:50.000. Myeloïde-lymfoïde-initiërende cellen, die onder langdurige kweekomstandigheden (15 weken) worden verkregen, zouden echter het dichtst bij HSC's moeten staan. Dergelijke cellen, aangeduid als LTC, behoren tot de cellen in het beenmerg van de menselijke hersenen. Ze worden 10 keer minder vaak aangetroffen dan LTC-IC en vormen cellijnen van zowel myeloïde als lymfoïde hematopoëtische lijnen.

Hoewel labeling van hematopoëtische stamcellen met monoklonale antilichamen, gevolgd door immunofenotypische identificatie, de belangrijkste methode is voor de herkenning en selectieve sortering van hematopoëtische cellen met stampotentieel, is de klinische toepassing van de aldus geïsoleerde HSC's beperkt. Blokkering van de CD34-receptor of andere markerantigenen met antilichamen tijdens immunopositieve sortering verandert onvermijdelijk de eigenschappen van de cel die met behulp hiervan wordt geïsoleerd. Immunonegatieve isolatie van HSC's op magnetische kolommen geniet de voorkeur. In dit geval worden echter meestal monoklonale antilichamen gefixeerd op een metalen drager gebruikt voor sortering. Bovendien, en dat is belangrijk, zijn beide methoden voor HSC-isolatie gebaseerd op fenotypische in plaats van functionele kenmerken. Daarom geven veel onderzoekers de voorkeur aan de analyse van klonogene parameters van HSC's, waardoor de mate van rijpheid en de richting van differentiatie van voorlopercellen kan worden bepaald aan de hand van de grootte en samenstelling van kolonies. Het is bekend dat tijdens het proces van binding het aantal cellen en hun typen in de kolonie afnemen. De hematopoëtische stamcel en haar vroege dochtercel, de zogenaamde "granulocyt-erytrocyt-monocyt-megakaryocyt kolonievormende eenheid" (CFU-GEMM), vormen grote multilineage kolonies in kweek met respectievelijk granulocyten, erytrocyten, monocyten en megakaryocyten. De granulocyt-monocyt kolonievormende eenheid (CFU-GM), stroomafwaarts gelegen langs de commitment line, vormt kolonies van granulocyten en macrofagen, en de granulocyt kolonievormende eenheid (CFU-G) vormt slechts een kleine kolonie van volwassen granulocyten. De vroege erytrocytprecursor, de burst-forming unit van erytrocyten (CFU-E), is de bron van grote erytrocytenkolonies, terwijl de meer volwassen kolonievormende eenheid van erytrocyten (CFU-E) de bron is van kleine erytrocytenkolonies. Over het algemeen kunnen cellen die op halfvaste media groeien, worden geïdentificeerd die zes typen myeloïde kolonies vormen: CFU-GEMM, CFU-GM, CFU-G, CFU-M, BFU-E en CFU-E).

Naast hematopoëtische derivaten bevat elk bronmateriaal voor de isolatie van HSC's echter een aanzienlijk aantal begeleidende cellen. Hiervoor is een voorafgaande zuivering van het transplantaat noodzakelijk, allereerst uit actieve cellen van het immuunsysteem van de donor. Meestal wordt hiervoor immunoselectie gebruikt, gebaseerd op de expressie van specifieke antigenen door lymfocyten, wat het mogelijk maakt deze te isoleren en te verwijderen met behulp van monoklonale antilichamen. Daarnaast is een immunorosettemethode voor T-lymfocytendepletie van beenmergtransplantatie ontwikkeld, gebaseerd op de vorming van complexen van CD4+-lymfocyten en specifieke monoklonale antilichamen, die effectief worden verwijderd met behulp van aferese. Deze methode garandeert de productie van gezuiverd celmateriaal met 40-60% hematopoëtische stamcellen.

Een toename van het aantal stamcellen door verwijdering van volwassen gevormde bloedbestanddelen uit het leukafereseproduct wordt bereikt door tegenstroomcentrifugatie gevolgd door filtratie (in aanwezigheid van een chelator - trinatriumcitraat) door kolommen met nylonvezels bekleed met humaan immunoglobuline. De opeenvolgende toepassing van deze twee methoden garandeert een volledige zuivering van het transplantaat van bloedplaatjes, 89% van erytrocyten en 91% van leukocyten. Door een significante afname van het verlies aan HSC's kan het percentage CD34+-cellen in de totale celmassa worden verhoogd tot 50%.

Het vermogen van geïsoleerde hematopoëtische stamcellen om kolonies van volwassen bloedcellen te vormen in kweek, wordt gebruikt voor de functionele karakterisering van de cellen. Analyse van de gevormde kolonies maakt het mogelijk de typen progenitorcellen, de mate van hun betrokkenheid en de richting van hun differentiatie te identificeren en te kwantificeren. De klonogene activiteit wordt bepaald in halfvaste media op methylcellulose, agar, plasma of fibrinegel, wat de migratieactiviteit van cellen vermindert en hun hechting aan het oppervlak van glas of plastic voorkomt. Onder optimale kweekomstandigheden ontwikkelen klonen zich in 7-18 dagen uit één enkele cel. Als een kloon minder dan 50 cellen bevat, wordt deze geïdentificeerd als één cluster; als het aantal cellen groter is dan 50, wordt deze geïdentificeerd als een kolonie. Er wordt rekening gehouden met het aantal cellen dat een kolonie kan vormen (kolonievormende eenheden - CFU of kolonievormende cellen - COC). Opgemerkt dient te worden dat de parameters van CFU en COC niet overeenkomen met het aantal HSC's in de celsuspensie, hoewel ze er wel mee correleren. Dit onderstreept nogmaals de noodzaak om de functionele (kolonievormende) activiteit van HSC's in vitro te bepalen.

Van de beenmergcellen hebben hematopoëtische stamcellen het hoogste proliferatieve potentieel, waardoor ze de grootste kolonies in kweek vormen. Het aantal van dergelijke kolonies wordt voorgesteld als indirecte bepaling van het aantal stamcellen. Na de vorming van kolonies in vitro met een diameter groter dan 0,5 mm en een celaantal van meer dan 1000, testten de auteurs deze cellen op resistentie tegen subletale doses 5-fluorouracil en bestudeerden ze hun vermogen om het beenmerg van letaal bestraalde dieren te repopuleren. Volgens de gespecificeerde parameters waren de geïsoleerde cellen vrijwel niet te onderscheiden van HSC's en kregen ze de afkorting HPP-CFC - kolonievormende cellen met een hoog proliferatief potentieel.

De zoektocht naar een betere isolatie van hematopoëtische stamcellen gaat door. Hematopoëtische stamcellen lijken echter morfologisch op lymfocyten en vormen een relatief homogene groep cellen met bijna ronde celkernen, fijn verdeeld chromatine en een kleine hoeveelheid zwak basofiel cytoplasma. Hun exacte aantal is eveneens moeilijk te bepalen. Aangenomen wordt dat HSC's in menselijk beenmerg voorkomen met een frequentie van 1 per 106 cellen met een celkern.

Identificatie van hematopoëtische stamcellen

Om de kwaliteit van de identificatie van hematopoëtische stamcellen te verbeteren, wordt een sequentiële of gelijktijdige (op een multikanaals sorteermachine) studie van het spectrum van membraangebonden antigenen uitgevoerd, en bij HSC's moet het CD34+CD38-fenotype worden gecombineerd met de afwezigheid van lineaire differentiatiemarkers, met name antigenen van immunocompetente cellen, zoals CD4, oppervlakte-immunoglobulinen en glycophorine.

Bijna alle fenotyperingsschema's voor hematopoëtische stamcellen omvatten de bepaling van het CD34-antigeen. Dit glycoproteïne met een molecuulgewicht van ongeveer 110 kDa, dat verschillende glycosyleringsplaatsen draagt, komt tot expressie op het plasmacelmembraan na activering van het corresponderende gen op chromosoom 1. De functie van het CD34-molecuul is geassocieerd met de L-selectine-gemedieerde interactie van vroege hematopoëtische voorlopercellen met de stromabasis van het beenmerg. Er dient echter rekening mee te worden gehouden dat de aanwezigheid van het CD34-antigeen op het celoppervlak slechts een voorlopige beoordeling van het HSC-gehalte in de celsuspensie mogelijk maakt, aangezien het ook tot expressie wordt gebracht door andere hematopoëtische voorlopercellen, evenals door stromacellen en endotheelcellen in het beenmerg.

Tijdens de differentiatie van hematopoëtische voorlopercellen is de CD34-expressie permanent verminderd. Erytrocyten, granulocyten en monocytische toegewijde voorlopercellen brengen CD34-antigeen ofwel zwak tot expressie, ofwel helemaal niet op hun oppervlak (CD34-fenotype). CD34-antigeen wordt niet gedetecteerd op het oppervlaktemembraan van gedifferentieerde beenmergcellen en volwassen bloedcellen.

Opgemerkt dient te worden dat in de dynamiek van de differentiatie van hematopoëtische voorlopercellen niet alleen de CD34-expressie afneemt, maar ook de expressie van het CD38-antigeen, een integraal membraanglycoproteïne met een molecuulgewicht van 46 kDa, dat NAD-glycohydrolase- en ADP-ribosylcyclase-activiteit bezit, progressief toeneemt, wat suggereert dat het deelneemt aan het transport en de synthese van ADP-ribose. Aldus lijkt de mogelijkheid van dubbele controle van de mate van betrokkenheid van hematopoëtische voorlopercellen te bestaan. De populatie cellen met het CD34+CD38+-fenotype, die 90 tot 99% van de CD34-positieve beenmergcellen vormt, bevat voorlopercellen met een beperkt proliferatief en differentiërend potentieel, terwijl cellen met het CD34+CD38-fenotype de rol van HSC kunnen op zich nemen.

De beenmergcelpopulatie beschreven door de formule CD34+CD38- bevat inderdaad een relatief groot aantal primitieve stamcellen die in staat zijn om te differentiëren in myeloïde en lymfoïde richting. Onder langdurige kweekomstandigheden van cellen met het CD34+CD38-fenotype is het mogelijk om alle volwassen gevormde elementen van het bloed te verkrijgen: neutrofielen, eosinofielen, basofielen, monocyten, megakaryocyten, erytrocyten en lymfocyten.

Relatief recent is vastgesteld dat CD34-positieve cellen twee extra markers tot expressie brengen, AC133 en CD90 (Thy-1), die ook worden gebruikt om hematopoëtische stamcellen te identificeren. Het Thy-1-antigeen komt tot co-expressie met de CD117-receptor (c-kit) op CD34+-cellen in het beenmerg, de navelstreng en het perifere bloed. Het is een oppervlaktefosfatidylinositolbindend glycoproteïne met een molecuulgewicht van 25-35 kDa, dat deelneemt aan celadhesieprocessen. Sommige auteurs zijn van mening dat het Thy-1-antigeen een marker is voor de meest onvolwassen CD34-positieve cellen. Zelfreproducerende cellen met het CD34+Thy-1+-fenotype leiden tot langdurig gekweekte lijnen met de vorming van dochtercellen. Aangenomen wordt dat het Thy-1-antigeen regulerende signalen blokkeert die celdelingsstop veroorzaken. Ondanks het feit dat CD34+Thy1+-cellen in staat zijn tot zelfreproductie en de creatie van langdurig gekweekte lijnen, kan hun fenotype niet uitsluitend aan HSC's worden toegeschreven, aangezien het gehalte aan Thy-1+ in de totale massa van CD34-positieve celelementen ongeveer 50% bedraagt, wat het aantal hematopoëtische cellen aanzienlijk overtreft.

Veelbelovender voor de identificatie van hematopoëtische stamcellen zou AC133 moeten zijn - een antigeenmarker van hematopoëtische stamcellen, waarvan de expressie voor het eerst werd gedetecteerd in embryonale levercellen. AC133 is een transmembraanglycoproteïne dat in de vroegste stadia van HSC-rijping op het celmembraan verschijnt - mogelijk zelfs eerder dan het CD34-antigeen. In de studies van A. Petrenko en V. Grishchenko (2003) werd vastgesteld dat AC133 tot expressie komt in tot wel 30% van de CD34-positieve embryonale levercellen.

Het ideale fenotypische profiel van hematopoëtische stamcellen bestaat volgens de huidige concepten uit een cellulaire omtrek waarvan de contouren configuraties van de CD34-, AC133- en Thy-1-antigenen moeten omvatten, maar waarin geen ruimte is voor de moleculaire projecties van CD38, HLA-DR en de lineaire differentiatiemarkers GPA, CD3, CD4, CD8, CD10, CD14, CD16, CD19, CD20.

Een variatie op het fenotypische portret van HSC's kan de combinatie CD34+CD45RalowCD71low zijn, aangezien de eigenschappen van de cellen die door deze formule worden beschreven niet verschillen van de functionele parameters van cellen met het CD34+CD38 fenotype. Bovendien kunnen menselijke HSC's worden geïdentificeerd aan de hand van de fenotypische kenmerken CD34+Thy-1+CD38Ilow/'c-kit/low - slechts 30 van dergelijke cellen herstellen de hematopoëse volledig in lethaal bestraalde muizen.

De 40 jaar durende periode van intensief onderzoek naar HSC's, die zowel in staat zijn tot zelfreproductie als tot differentiatie in andere cellulaire elementen, begon met de analyse van de algemene fenotypische kenmerken van beenmergcellen. Dit maakte het mogelijk om het gebruik van beenmergtransplantatie voor de behandeling van verschillende pathologieën van het hematopoëtische systeem te rechtvaardigen. Nieuwe typen stamcellen die later werden ontdekt, worden nog niet op grote schaal gebruikt in de klinische praktijk. Tegelijkertijd zijn stamcellen uit navelstrengbloed en embryonale lever in staat om de omvang van celtransplantatie aanzienlijk uit te breiden, niet alleen in de hematologie, maar ook in andere medische gebieden, omdat ze verschillen van HSC's uit beenmerg in zowel kwantitatieve als kwalitatieve kenmerken.

De hoeveelheid hematopoëtische stamcellen die nodig is voor transplantatie, wordt gewoonlijk verkregen uit beenmerg, perifeer bloed, navelstrengbloed en embryonale lever. Bovendien kunnen hematopoëtische stamcellen in vitro worden verkregen door ES-cellen te vermenigvuldigen en zich vervolgens gericht te differentiëren tot hematopoëtische celelementen. A. Petrenko en V. Grishchenko (2003) merken terecht significante verschillen op in de immunologische eigenschappen en het vermogen om hematopoëse te herstellen van HSC's van verschillende oorsprong, wat te wijten is aan de ongelijke verhouding van vroeg-pluripotente en laat-gecommitteerde stamcellen in hun bronnen. Bovendien worden hematopoëtische stamcellen, verkregen uit verschillende stambronnen, gekenmerkt door kwantitatief en kwalitatief volledig verschillende associaties van niet-hematopoëtische cellen.

Beenmerg is inmiddels een traditionele bron van hematopoëtische stamcellen geworden. Beenmergcelsuspensie wordt verkregen uit het darmbeen of het borstbeen door middel van wassen onder lokale anesthesie. De op deze manier verkregen suspensie is heterogeen en bevat een mengsel van HSC's, stromacelelementen, toegewijde voorlopercellen van myeloïde en lymfoïde lijnen, evenals volwassen gevormde elementen van het bloed. Het aantal cellen met het CD34+- en CD34+CD38-fenotype onder mononucleaire beenmergcellen bedraagt respectievelijk 0,5-3,6% en 0-0,5%. Perifeer bloed na G-CSF-geïnduceerde mobilisatie van HSC's bevat 0,4-1,6% CD34+ en 0-0,4% CD34+CD38.

Het percentage cellen met de immunofenotypen CD34+CD38 en CD34+ is hoger in navelstrengbloed, namelijk 0-0,6% en 1-2,6%, en het grootste aantal wordt aangetroffen in de hematopoëtische cellen van de embryonale lever, respectievelijk 0,2-12,5% en 2,3-35,8%.

De kwaliteit van het getransplanteerde materiaal hangt echter niet alleen af van het aantal CD34+-cellen dat het bevat, maar ook van hun functionele activiteit, die kan worden beoordeeld aan de hand van de mate van kolonievorming in vivo (beenmergrepopulatie bij letaal bestraalde dieren) en in vitro - door koloniegroei op semi-vloeibare media. Het bleek dat de kolonievormende en proliferatieve activiteit van hematopoëtische voorlopercellen met het CD34+CD38 HLA-DR-fenotype, geïsoleerd uit de embryonale lever, foetaal beenmerg en navelstrengbloed, het proliferatieve en kolonievormende potentieel van hematopoëtische cellen in het beenmerg en perifeer bloed van een volwassene aanzienlijk overtreft. Kwantitatieve en kwalitatieve analyse van HSC's van verschillende oorsprong onthulde significante verschillen in zowel hun relatieve gehalte in de celsuspensie als functionele mogelijkheden. Het maximale aantal CD34+-cellen (24,6%) werd gevonden in het getransplanteerde materiaal verkregen uit foetaal beenmerg. Het beenmerg van een volwassene bevat 2,1% CD34-positieve cellulaire elementen. Van de mononucleaire cellen in het perifere bloed van een volwassene heeft slechts 0,5% het CD34+-fenotype, terwijl dit in navelstrengbloed 2% bedraagt. Tegelijkertijd is het kolonievormende vermogen van CD34+-cellen in foetaal beenmerg 2,7 keer hoger dan het klonale groeivermogen van hematopoëtische cellen in het beenmerg van een volwassene, en cellen in navelstrengbloed vormen significant meer kolonies dan hematopoëtische elementen die uit het perifere bloed van volwassenen worden geïsoleerd: respectievelijk 65,5 en 40,8 kolonies per 105 cellen.

Verschillen in proliferatieve activiteit en kolonievormend vermogen van hematopoëtische stamcellen hangen niet alleen samen met hun verschillende mate van rijpheid, maar ook met hun natuurlijke micro-omgeving. Het is bekend dat de intensiteit van de proliferatie en de differentiatiesnelheid van stamcellen worden bepaald door het integrale regulerende effect van een multicomponentsysteem van groeifactoren en cytokinen, die zowel door de stamcellen zelf als door de cellulaire elementen van hun matrix-stromale micro-omgeving worden geproduceerd. Het gebruik van gezuiverde celpopulaties en serumvrije media voor celkweek maakte het mogelijk om groeifactoren te karakteriseren die een stimulerend en remmend effect hebben op stamcellen van verschillende niveaus, progenitorcellen en cellen die in een of andere lineaire richting zijn bewogen. De resultaten van de studies tonen overtuigend aan dat HSC's afkomstig uit bronnen met verschillende niveaus van ontogenetische ontwikkeling zowel fenotypisch als functioneel verschillen. HSC's in eerdere stadia van de ontogenese worden gekenmerkt door een hoog zelfreproductiepotentieel en een hoge proliferatieve activiteit. Dergelijke cellen onderscheiden zich door langere telomeren en ondergaan een binding om alle hematopoëtische cellijnen te vormen. De immuunrespons op HSC's van embryonale oorsprong is vertraagd, omdat dergelijke cellen zwak HLA-moleculen tot expressie brengen. Er is een duidelijke gradatie in het relatieve gehalte aan HSC's, hun zelfvernieuwingsvermogen en het aantal typen bindingslijnen dat ze vormen: CD34+-cellen van embryonale lever > CD34+-cellen van navelstrengbloed > CD34+-cellen van beenmerg. Het is belangrijk dat dergelijke verschillen niet alleen inherent zijn aan de intra-, neo- en vroeg-postanatale periodes van de menselijke ontwikkeling, maar ook aan de gehele ontogenese - de proliferatieve en kolonievormende activiteit van HSC's verkregen uit het beenmerg of perifeer bloed van een volwassene is omgekeerd evenredig met de leeftijd van de donor.