Basale cel

Zie Huidstamcel voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Huidstamcellen, epidermale stamcellen of epidermale basale cellen zijn pluripotente stamcellen in de huid en zorgen voor vernieuwing van de huid en het herstel na beschadiging. De continue deling van epidermale basale cellen leidt tot een volledige epidermale turnover elke 40-56 dagen bij mensen en elke 8-10 dagen bij muizen.^[6]

Zie Longstamcel voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

In de luchtwegen functioneren basale cellen als multipotente longstamcellen, die in staat zijn alle epitheelceltypen aan te vullen, inclusief secretoire, trilhaar- en intermediaire cellen. Ze bevinden zich in de slijmlaag van het ademhalingsepitheel en blijven over het algemeen inactief. Wanneer een functionele epitheelcel echter beschadigd raakt, wordt een longstamcel geactiveerd om via longbasale cellen te differentiëren tot het juiste celtype en de beschadigde cel te vervangen.^[7][8]

Het maag-darmstelsel bestaat uit de slokdarm, maag, dunne darm en dikke darm, en elke laag is bekleed met een apart maar vergelijkbaar epitheel dat noodzakelijkerwijs basale cellen bevat. Hoewel de algemene functie van deze basale cellen in het hele stelsel vergelijkbaar is, kunnen de specifieke mechanismen, functies en producten van deze cellen variëren, afhankelijk van de laag waarin de cellen zich bevinden. Zo functioneren basale cellen in zowel de slokdarm als de maag als multipotente voorlopercellen, maar zijn ze fundamenteel verschillend omdat de basale cellen van de slokdarm deel uitmaken van een meerlagig plaveiselepitheel, terwijl de basale cellen van de maag deel uitmaken van een enkelvoudig cilindrisch epitheel. Functioneel betekent dit dat, aangezien een enkelvoudig epitheel slechts één cel dik is, gedifferentieerde cellen langs het vlak van het basaal membraan moeten diffunderen in plaats van verticaal door de rest van het epitheel. Bovendien variëren de werkelijke producten van deze cellen aanzienlijk, aangezien de basale cellen van de slokdarm voornamelijk plaveiselepitheelcellen produceren, die functioneren als een passieve fysieke barrière tussen het lumen van de slokdarm en de onderliggende weefsels, terwijl de basale cellen van de maag zich differentiëren tot een verscheidenheid aan secretoire en absorberende cellen die de belangrijkste functies van de maag verzorgen, waaronder enterocyten, maaghoofdcellen en pariëtale cellen.^[9]

In de maag bevinden basale cellen zich over het algemeen in de istmus, of nabij de bovenkant, van de maagklieren. Deze locatie maakt het mogelijk dat ze zich gemakkelijk binnen de klier kunnen differentiëren en vervolgens bidirectioneel kunnen diffunderen terwijl ze differentiëren, waarbij ze ofwel naar de maagholte erboven ofwel naar de basis van de maagklier gaan om beschadigde cellen aan te vullen. Door de barre omgeving die wordt gecreëerd door het zure binnenste van de maag, vermeerderen de basale cellen zich continu, waarbij ze vertrouwen op een verscheidenheid aan routes en signaalmoleculen om te communiceren welk type cellen beschadigd is en vervangen moet worden. Deze regulatoren van proliferatie en differentiatie omvatten het eiwit Sox9, de Wnt- en Notch-signaalroutes, BMP's 2, 4 en 7 (die allemaal kunnen functioneren als tumorsuppressoren en EGF.^{[10][11][12][13]} Deze processen bevinden zich in een delicate toestand en eventuele fouten in of verstoringen van deze routes kunnen diverse aandoeningen veroorzaken. Een infectie met Helicobacter pylori kan bijvoorbeeld een overexpressie van EGF veroorzaken, wat leidt tot overmatige differentiatie van basale cellen tot gastrinecellen, wat op zijn beurt kan leiden tot atrofische gastritis, een goed bestudeerde voorloper van maagkanker.^[14] Bovendien kan mutatie of verwijdering van de genen die coderen voor Jag1 of Jag2 leiden tot een verstoring van de cruciale Notch-signaalroute, wat op zijn beurt kan leiden tot ongecontroleerde en ongereguleerde groei en differentiatie, wat leidt tot tumorvorming.^[15]

Net als basale cellen in de maag, vermeerderen basale cellen in de darm zich continu. Sterker nog, vanwege de cruciale rol die de dunne darm speelt bij de opname van voedingsstoffen, vertonen basale cellen in de dunne darm de hoogste turnoversnelheid van alle cellen in het lichaam, waarbij ongeveer elke 5-7 dagen een geheel nieuw epitheel wordt gevormd.^[16][17] In de darmen bevinden basale cellen zich aan de basis van darminstulpingen, bekend als crypten, waar ze gevoed en beschermd worden door pariëtale cellen en de omliggende micro-omgeving. Deze basale cellen functioneren vervolgens als multipotente voorlopercellen, die in staat zijn tot differentiatie in zes verschillende celtypen, gereguleerd door mechanismen die sterk lijken op die in andere maag-darm basale cellen.^[18] Naarmate de cellen differentiëren, migreren ze vanuit de crypte naar het lumen, totdat ze uiteindelijk afsterven en in het darmlumen worden vrijgelaten, om al snel vervangen te worden door een nieuwe cel.