Endotheliale stamcel
Endotheliale stamcellen zijn stamcellen die in het beenmerg worden aangetroffen. Ze zijn multipotent. Endotheliale stamcellen hebben de karakteristieke eigenschappen van een stamcel: zelfvernieuwing en differentiatie. Deze stamcellen leiden tot endotheelvoorlopercellen. Endotheliale stamcellen zullen uiteindelijk endotheelcellen vormen, die het dunwandige endotheel vormen dat de binnenkant van bloedvaten en lymfevaten bekleedt.[1] Endotheelcellen zijn te vinden in het gehele hart en vaatstelsel en spelen ook een cruciale rol bij de migratie van witte bloedcellen.[2]
De rol van insulineachtige 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 insulineachtige 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]
Het gebruik van stamcellen voor behandeling is een groeiende interesse in de wetenschappelijke gemeenschap. Het is vrijwel onmogelijk om een onderscheid te maken tussen een endotheliale stamcel en zijn intermediaire voorlopercel,[11] daarom wordt er nu uitgebreid onderzoek gedaan naar endotheelvoorlopercellen. Eén onderzoek toonde aan dat korte blootstelling aan sevofluraan de groei en proliferatie van endotheelvoorlopercellen bevorderde.[12] Sevofluraan wordt gebruikt bij algehele anesthesie. Deze bevinding toont het potentieel aan om endotheelvoorlopercellen te induceren. Het gebruik van stamcellen voor celvervangende therapieën staat bekend als "regeneratieve geneeskunde", een vakgebied dat nu werkt aan het transplanteren van cellen in plaats van grotere weefsels of organen.[12] Er is nog een ander onderzoek uitgevoerd dat ook aantoonde dat de endotheelvoorlopercellen na blootstelling aan sevofluraan zich beter aan endotheelcellen konden hechten.[13] Wanneer de resultaten van beide onderzoeken worden gecombineerd, laten de resultaten zien dat sevofluraan de functie van endotheelvoorlopercellen aanzienlijk kon verbeteren op drie verschillende interessegebieden.
- 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.
- ↑ Fang S, Wei J, Pentinmikko N, Leinonen H, Salven P (16 oktober 2012). Generation of functional blood vessels from a single c-kit+ adult vascular endothelial stem cell. PLOS Biology 10 (10): e1001407. PMID 23091420. PMC 3473016. DOI: 10.1371/journal.pbio.1001407.
- ↑ (en) Alberts, Bruce, Johnson, Alexander, Lewis, Julian, Raff, Martin, Roberts, Keith (2002). Blood Vessels and Endothelial Cells. Molecular Biology of the Cell. 4th Edition.
- 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.
- ↑ Bethesda MD., Stem Cell Basics. In Stem Cell Information. National Institutes of Health, U.S. Department of Health and Human Services. (6 april 2009). Gearchiveerd op 31 March 2012. Geraadpleegd op 6 March 2012.
- 1 2 Lucchinetti E, Zeisberger SM, Baruscotti I, Wacker J, Feng J, Dubey R, Zisch AH, Zaugg M (2009). Stem cell-like human endothelial progenitors show enhanced colony-forming capacity after brief sevofluorane exposure: preconditioning of angiogenic cells by volatile anesthetics. Anesthesia & Analgesia 109 (4): 1117–26. PMID 19762739. DOI: 10.1213/ane.0b013e3181b5a277.
- ↑ Munteanu Vlad, Adelina, Isvoranu, Gheorghita, Gilca, Marilena, Ceafalan, Laura, Surcel, Mihaela (1 april 2015). Sevoflurane Increases Proliferation, Adhesion on HUVEC and Incorporation in Tubular Structures of Endothelial Progenitor Cells. The FASEB Journal 29 (1_supplement): LB590. ISSN: 0892-6638. DOI: 10.1096/fasebj.29.1_supplement.lb590.
