Endotheelvoorlopercel
Endotheelvoorlopercel is een term die wordt gebruikt voor verschillende celtypen afkomstig uit het beenmerg, die een rol spelen bij de regeneratie van de endotheelcellaag van bloedvaten. Uit de endotheliale stamcel ontstaat de endotheelvoorlopercel. Ze circuleren in de bloedbaan. Uitgroei-endotheelcellen zijn een endotheelvoorlopercel-subtype dat zich toelegt op de vorming van endotheelcellen.[1] De endotheelvoorlopercellen die bij volwassenen circuleren, zijn verwant aan angioblasten, de stamcellen waaruit bloedvaten ontstaan tijdens de embryogenese.
Omdat endotheelvoorlopercellen afkomstig zijn uit het beenmerg, wordt aangenomen dat ze daar worden vrijgegeven door verschillende cytokines, groeifactoren en hormonen. In de perifere bloedsomloop worden ze vervolgens aangetrokken tot gebieden waar angiogenese plaatsvindt.[2]
Ondanks de geschiedenis en controverse blijft de endotheelvoorlopercel in al zijn vormen een veelbelovend doelwit voor onderzoek in de regeneratieve geneeskunde.
De rol van insuline-achtige groeifactoren bij endotheeldifferentiatie
Endotheelcellen afkomstig van stamcellen vormen het begin van de vasculogenese.[3] Vasculogenese is de vorming van nieuwe bloedvaten uit mesodermvoorlopercellen. Dit kan worden onderscheiden van angiogenese, de vorming van nieuwe haarvaten uit reeds bestaande vaten door middel van splitsing of uitlopervorming.[4] Dit kan "in vitro" plaatsvinden in embryonale lichamen afkomstig van embryonale stamcellen; dit proces in embryonale lichamen is vergelijkbaar met "in vivo" vasculogenese. Belangrijke signaalfactoren voor vasculogenese zijn TGF-β, BMP4 en VEGF, die allemaal de differentiatie van pluripotente stamcellen tot mesoderm, endotheelvoorlopercellen en vervolgens tot volgroeid endotheel bevorderen.[3] Tijdens de vasculogenese vormen het hart en de vaatvlecht zich terwijl het organisme nog een embryo is, in tegenstelling tot angiogenese, dat in wezen het verlengstuk hiervan is. Een ander belangrijk verschil tussen de twee vormingsprocessen is dat vasculogenese ontstaat vanuit hemangioblasten, die afkomstig zijn uit het mesoderm.[5]
Signalering door de insuline-achtige groeifactor (IGF) is belangrijk voor celreacties zoals mitogenese, celgroei, proliferatie, angiogenese en differentiatie. IGF1 en IGF2 verhogen de productie van endotheelcellen in embryonale lichamen. Een methode die IGF gebruikt om de vasculogenese te verhogen, is upregulatie van VEGF. VEGF is niet alleen cruciaal voor mesodermcellen voor het vormen van een endotheelcel, maar ook voor endotheelvoorlopercellen om te differentiëren tot volgroeid endotheel.[3]
Rol bij endotheelherstel
Endotheliale stamcellen en endotheelvoorlopercellen differentiëren uiteindelijk tot endotheelcellen. Het endotheel scheidt oplosbare stoffen af om de vaatvorming te reguleren en de homeostase te behouden. Wanneer er sprake is van het niet goed functioneren van het endotheel, streeft het lichaam ernaar de schade te herstellen. Residente endotheliale stamcellen kunnen volwassen endotheelcellen vormen, die de beschadigde vervangen.[6] De intermediaire voorlopercel kan echter niet altijd functionele endotheelcellen vormen. Dit komt doordat sommige van de gedifferentieerde cellen mogelijk alleen vaatvormende eigenschappen hebben.[7] het maakt gebruik van vele verschillende beschermingsmechanismen wanneer er sprake is van het niet goed functioneren van het endotheel. De reden dat er zoveel mechanismen worden gebruikt, is om het lichaam zo goed mogelijk te beschermen en te kunnen reageren op elk type pathogeen dat het lichaam tijdens het niet goed functioneren van het endotheel zou kunnen binnendringen.
Studies hebben aangetoond dat bij vasculair trauma endotheelvoorlopercellen en circulerende endotheelvoorlopercellen (CEP's) door de afgifte van specifieke chemokines naar de locatie worden aangetrokken. CEP's zijn afkomstig van endotheelvoorlopercellen in het beenmerg en het beenmerg is een reservoir van stam- en voorlopercellen. Deze celtypen versnellen het genezingsproces en voorkomen verdere complicaties zoals hypoxie door de celmaterialen te verzamelen voor het herstel van het endotheel.[8]
Het niet goed functioneren van het endotheel is een prototypisch kenmerk van vaatziekten, dat veel voorkomt bij patiënten met auto-immuunziekten zoals systemische lupus erythematodes.[9] Bovendien is er een omgekeerde relatie tussen leeftijd en de endotheelvoorlopercellen-niveaus. De omgekeerde relatie van het niet goed functioneren van het endotheel treedt ook op wanneer andere risicofactoren worden behandeld.[10] Met een afname van endotheelvoorlopercellen verliest het lichaam zijn vermogen om het endotheel te herstellen.[6]
Ontwikkeling
Bepaalde embryonale cellen kunnen vergelijkbaar zijn met of gelijk zijn aan andere endotheelvoorlopercellen, hoewel ze doorgaans niet als endotheelvoorlopercellen worden aangeduid. Hemangioblasten (of hun in vitro tegenhangers, kolonievormende voorlopercellen) zijn cellen waarvan wordt aangenomen dat ze tijdens de vroege ontwikkeling zowel het endothele als het hematopoëtische systeem doen ontstaan. Angioblasten worden beschouwd als een vorm van vroege voorlopercellen of stamcellen die alleen het endotheel vormen. Meer recentelijk wordt geopperd dat mesoangioblasten een cel zijn die aanleiding geeft tot meerdere mesodermweefsels.[11][12][13]
In 2022 werd geopperd dat endotheelkolonievormende cellen (ECFC's) mogelijk afkomstig zijn van zeer kleine embryonale stamcellen (VSEL's).
- Dit artikel of een eerdere versie ervan is een (gedeeltelijke) vertaling van het artikel Endothelial stem cell op de Engelstalige Wikipedia, dat onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen valt. Zie de bewerkingsgeschiedenis aldaar.
- ↑ Medina RJ, O'Neill CL, Humphreys MW, Gardiner TA, Stitt AW (2010). Outgrowth endothelial cells: characterization and their potential for reversing ischemic retinopathy. Investigative Ophthalmology & Visual Science 51 (11): 5906–13. PMID 20554606. DOI: 10.1167/iovs.09-4951.
- ↑ Asahara T et al: Bone marrow origin of endothelial progenitor cells responsible for postnatal vasculogenesis in physiological and pathological neovascularization. In: Circulation Research. 85. Jahrgang, Nr. 6, 1999, S. 221–228, PMID 10436164.
- 1 2 3 Piecewicz SM, Pandey A, Roy B, Xiang SH, Zetter BR, Sengupta S (2012). Insulin-like growth factors promote vasculogenesis in embryonic stem cells. PLOS ONE 7 (17): e32191. PMID 22363814. PMC 3283730. DOI: 10.1371/journal.pone.0032191.
- ↑ Kovacic JC, Moore J, Herbert A, Ma D, Boehm M, Graham RM (2008). Endothelial Progenitor Cells, Angioblasts, and Angiogenesis- Old terms Reconsidered from a new current perspective. Trends in Cardiovascular Medicine 18 (2): 45–51. PMID 18308194. DOI: 10.1016/j.tcm.2007.12.002.
- ↑ Patan, Sybill (2004). Angiogenesis in Brain Tumors. DOI:10.1007/978-1-4419-8871-3_1, "Vasculogenesis and Angiogenesis", 3–32. ISBN 978-1-4613-4699-9.
- 1 2 Siddique A, Shantsila E, Lip G, Varma C (2010). Endothelial progenitor cells: what use for the cardiologist?. Journal of Angiogenesis Research 2 (6): 6. PMID 20298532. PMC 2834645. DOI: 10.1186/2040-2384-2-6.
- ↑ (en) Stratman, Amber N., Yu, Jianxin A., Mulligan, Timothy S., Butler, Matthew G., Sause, Eric T. (2015). Blood Vessel Formation: 421–449 (Elsevier). DOI: 10.1016/b978-0-12-405945-0.00024-7.
- ↑ Rafil S, Lyden D (2003). Therapeutic stem and progenitor cell transplantation for organ vascularization and regeneration. Nature Medicine 9 (6): 702–12. PMID 12778169. DOI: 10.1038/nm0603-702.
- ↑ Deanfield J, Donald A, Ferri C, Giannattasio C, Halcox J, Halligan S, Lerman A, Mancia G, Oliver JJ, Pessina AC, Rizzoni D, Rossi GP, Salvetti A, Schiffrin EL, Taddei S, Webb DJ (2005). Endothelial function and dysfunction. Part I: Methodological issues for assessment in the different vascular beds: a statement by the Working Group on Endothelin and Endothelial Factors of the European Society of Hypertension. Journal of Hypertension 23 (1): 7–17. PMID 15643116. DOI: 10.1097/00004872-200501000-00004.
- ↑ Hadi, Hadi AR, Carr, Cornelia S, Al Suwaidi, Jassim (September 2005). Endothelial Dysfunction: Cardiovascular Risk Factors, Therapy, and Outcome. Vascular Health and Risk Management 1 (3): 183–198. ISSN: 1176-6344. PMID 17319104. PMC 1993955.
- ↑ Kovacic JC, Moore J, Herbert A, Ma D, Boehm M, Graham RM (2008). Endothelial progenitor cells, angioblasts, and angiogenesis – old terms reconsidered from a current perspective. Trends Cardiovasc. Med. 18 (2): 45–51. PMID 18308194. DOI: 10.1016/j.tcm.2007.12.002.
- ↑ Timmermans F, Plum J, Yöder MC, Ingram DA, Vandekerckhove B, Case J (2009). Endothelial progenitor cells: identity defined?. J. Cell. Mol. Med. 13 (1): 87–102. PMID 19067770. PMC 3823038. DOI: 10.1111/j.1582-4934.2008.00598.x.
- ↑ Cossu G, Bianco P (2003). Mesoangioblasts – vascular progenitors for extravascular mesodermal tissues. Curr. Opin. Genet. Dev. 13 (5): 537–42. PMID 14550421. DOI: 10.1016/j.gde.2003.08.001.
