Hoofdstuk
4
–
Hemopoïese
Stamcellen,
deling
en
differentiatie
De
vorming
van
bloedcellen
vindt
plaats
in
de
hemopoïtische
(bloedvormende)
organen:
het
beenmerg
(voornamelijk),
de
milt,
de
lever
en
de
lymfeklieren.
In
de
aanmaak
van
een
cel
zijn
twee
processen
te
onderscheiden:
proliferatie
(celdeling)
en
differentiatie
(uitrijping).
Tijdens
de
proliferatie
deelt
een
cel
zich
via
mitose
waardoor
er
twee
dochtercellen
ontstaan
die
identiek
zijn
aan
de
moedercel.
Differentiatie
is
het
proces
waarbij
een
cel
van
een
onrijper
stadium
overgaat
naar
een
rijper
stadium,
zonder
dat
de
cel
zich
deelt.
Bij
elke
celsoort
treden
proliferatie
en
differentiatie
in
eerste
instantie
parallel
op,
totdat
een
bepaald
rijpingsstadium
is
bereikt,
vanaf
dat
stadium
vind
alleen
nog
differentiatie
plaats.
Het
eindpunt
van
de
differentiatie
is
de
rijpste
cel
van
een
betreffende
celsoort.
Alle
bloedcellen
ontstaan
uit
een
gemeenschappelijke
voorlopercel,
de
pluripotente
hemopoïetische
stamcel.
Deze
stamcel
kan
prolifereren
en
differentiëren
tot
de
specifieke
voorlopercel
van
elke
celsoort.
De
specifieke
voorlopercel,
ook
wel
gecommitteerde
stamcel
genoemd,
kan
zich
nog
steeds
vermenigvuldigen,
maar
kan
slechts
in
één
richting
verder
differentiëren.
Het
is
niet
met
zekerheid
bekend
hoe
stamcellen
eruit
zien,
maar
waarschijnlijk
lijken
ze
op
kleine
tot
middelgrote
lymfocyten.
Wanneer
beenmergcellen
in
kweek
worden
gebracht,
kunnen
er
uit
één
enkele
stamcel
grote
kolonies
uitstaand
waarin
verschillende
rijpingsstadia
van
een
enkele
celsoort
vertegenwoordigd
zijn.
De
stamcel
die
tot
zo’n
kolonie
aanleiding
geeft,
wordt
ook
wel
colony-‐forming
unit
(CFU)
genoemd.
Uit
de
pluripotentie
stamcel
kunnen
in
eerste
instantie
twee
typen
CFU
ontstaan:
De
lymfatische
stamcel
en
de
CFUGEMM
(GEMM
staat
voor
granulocytair,
erytroïde,
monotytair
en
megakaryocytair.
De
CFUGEMM
Kan
verder
differentiëren
tot
een
CFUGM
(GM
staat
voor
granylocytair/monocytair),
tot
een
CFUMeg
(de
voorlopercel
van
de
mekakaryocytaire
cellijn)
of
een
BFUE
(burst
forming
unit,
erytroïd).
De
BFUE
is
weer
de
voorloper
van
de
CFUE,
de
rijpste
erytroïde
stamcel.
Uit
de
CFUGM
kunnen
via
specifieke
gecommitteerde
stamcellen
granylocytaire
en
monocytaire
cellen
ontstaan.
Voorloper
T-‐cel
Lymfa)sche
stamcel
Voorloper
B-‐lymfocyten
B-‐cel
Hematopoïe)sche
BFUE
CFUE
Erytrocyten
stamcel
CFUG
Neutrofielen
CFUGM
Pluripotente
myeloïde
CFUM
Monocyten
stamcel
CFUEo
Eosinofielen
BFUMeg
CFUMeg
Trombocyten
, cytokinen
en
receptoren
Een
stamcel
wordt
door
op
hormonen
lijkende
eiwitten
(cytokinen)
aangezet
tot
celdeling
en
differentiatie
wanneer
er
behoefte
bestaat
aan
het
celtype,
dat
het
rijpste
stadium
vormt
in
de
betreffende
cellijn.
Vrijwel
alle
cytokinen
worden
geproduceerd
door
rijpe
bloedcellen
en
komen
in
zeer
lage
concentraties
in
bloed
voor.
Alle
bekende
cytokinen
zijn
glycoproteïnen,
sommige
zijn
continu
aantoonbaar
en
andere
komen
alleen
voor
in
het
geval
van
ontstekingen.
Wanneer
men
nog
onrijpe
cellen
isoleert
en
die
vervolgens
in
kweek
brengt,
met
voldoende
voedingsstoffen,
blijkt
de
aanwezigheid
van
sommige
cytokinen
noodzakelijk
zijn
om
de
cellen
in
de
kweek
in
leven
te
houden.
Andere
cytokinen
zijn
nodig
om
de
cellen
te
laten
differentiëren.
De
interactie
tussen
cytokine
en
stamcel
is
zeer
specifiek,
deze
specificiteit
wordt
enerzijds
bereikt
doordat
er
vele
verschillende
cytokinen
met
ieder
hun
eigen
functie
voorkomen
en
anderzijds
doordat
de
stamcellen
beschikken
over
specifieke
moleculen
op
hun
membraan,
waarmee
de
cytokinen
reageren.
Zo’n
molecuul
wordt
receptor
genoemd,
omdat
het
de
structuur
is
waarmee
de
stamcel
een
signaal
opvangt.
Het
signaal
wordt
gevormd
door
het
cytokine;
een
algemene
aanduiding
voor
stoffen
die
met
een
receptor
binden,
is
ligand.
Als
gevolg
van
de
binding
van
cytokine
met
receptor,
wordt
aan
de
buitenzijde
van
de
membraan
van
de
stamcel,
een
groot
aantal
reacties
geactiveerd.
Deze
reacties
zorgen
vervolgens
weer
voor
verschillende
processen
binnen
in
de
cel,
zoals
celdeling.
Wanneer
een
stamcel
differentieert,
verliest
hij
in
een
bepaald
stadium
zijn
receptoren
voor
een
bepaald
cytokine.
Deze
rijpere
cellen
zijn
dan
dus
ongevoelig
geworden
voor
de
effecten
van
cytokinen.
Dit
verklaart
waarom
de
cytokinen
specifiek
hun
effect
uitoefenen
op
een
bepaalde
stamcel
in
een
bepaald
stadium
van
zijn
ontwikkeling.
Als
er
bijvoorbeeld
in
de
erytropoïese
(aanmaak
van
rode
bloedcellen)
door
bloedverlies
een
tekort
is
aan
erytrocyten,
wordt
dit
in
het
lichaam
gesignaleerd,
dit
resulteert
in
de
aanmaak
van
erytropoïetine
(eiwit
dat
fungeert
als
groeifactor
voor
de
stamcel).
Contact
tussen
erytropoïetine
en
de
stamcel
vormt
het
signaal
voor
de
stamcel
om
te
gaan
delen
en
differentiëren
in
BFUE,
CFUE
en
zo
verder.
Zodra
het
evenwicht
tussen
aanmaak
en
verbruik
bereikt
is,
vermindert
de
aanmaak
van
erytropoïetine.
Doelwitcellen
Cellijn
cytokinen
Pluripotente
stamcellen
IL-‐1,
TNF-‐α,
CSF,
IL-‐3,
IL-‐4,
IL-‐6,
GM-‐CSF
Gecommitteerde
stamcel
en
Erytropoïese
IL-‐6,
erytropoïetine
rijpere
voorlopercellen
Myelopoïese
GM-‐CSF,
G-‐CSF,
IL-‐5
Trombopoïese
IL-‐6,
trombopoïetine
Lymfopoïese
IL-‐1,
IL-‐2,
IL-‐4,
IL-‐6,
interferon-‐γ
Enkele
belangrijke
cytokinen
staan
in
bovenstaande
tabel.
Stamcelfactor
(SCF)
bevordert
de
groei
en
deling
van
pluripotente
stamcellen
en
daarna
stimuleren
IL-‐3,
IL-‐4
en
IL-‐6
de
groei
en
deling
van
deze
stamcellen
verder.
IL-‐5
is
een
specifieke
groeifactor
voor
eosinofiele
granulocyten.
Naast
cytokinen
die
de
proliferatie
en
differentiatie
van
bloedcellen
reguleren,
zijn
er
ook
cytokinen
die
betrokken
zijn
bij
ontstekingsreacties.
Sommige
bevorderen
(pro-‐
inflammatoir)
en
andere
remmen
(anti-‐inflammatoir)
ontstekingen.
De
cytokinen
reguleren
ook
elkaars
vorming,
zodat
goede
controle
over
de
ontstekingsreactie
mogelijk
is.
In
onderstaande
tabel
staan
de
belangrijkste
cytokinen.
Functie
Cytokinen
Pro-‐inflammatoir
TNF-‐α,
IL-‐1α,
IL-‐1β,
IL-‐6,
IL-‐12,
interferron-‐γ
Anti-‐inflammatoir
IL-‐6,
IL-‐10
