¿Qué hace que una célula madre se diferencie en una célula de la piel o una célula ósea?

La diferenciación celular es una de las claves para la organización multicelular y no existe en bacterias y organismos unicelulares.

Es fácil en principio pero compex para entender por el conocimiento. La diferenciación comienza ya antes, cuando solo hay una célula, después de que los gametos se fusionen en un cigoto.

… (el tiempo pasa) …

Para observar las células madre, saltamos desde el principio hacia ese organismo diferenciado que retiene algunas células madre como reserva para más adelante.

¿Qué son las células madre? Son células somáticas. Por lo tanto, ya han perdido un poco de potencial que tenía el zigoto “madre de todos”. Las células madre no pueden ser células germinales. Todo lo que pueden hacer es crecer y someterse a una mitosis, a una división celular “normal”, a una en dos. Vamos a dar un paso atrás. Cuando el organismo todavía está en su estado inicial, las células madre también lo están. Estas se llaman células madre embrionarias omnipotentes y pueden ser más que las de mí y de usted. OK, sigamos con las células madre somáticas , generalmente llamadas células madre postembrionarias , que ya no pueden sufrir la meiosis. Más tarde se convierten en células madre adultas con una flexibilidad aún más reducida. Aún así, la variabilidad en los tipos de células parece ilimitada para los propósitos diarios. Ambas son células madre somáticas pluripotentes .

Las células madre somáticas tienen dos posibilidades: una se convierte en dos células madre o se divide en dos células más diferenciadas. Ese es el punto.

¿Qué los hace decidir? Si no ocurre nada, solo se quedan con las células madre. Eso se llama clonación , si está fuera del cuerpo. La otra posibilidad es que se inicie una diferenciación en combinación de lo siguiente (sin sistema de priorización en la lista):

  • Hormonas de crecimiento (hay varias, pueden actuar en combinaciones, dependiendo de las concentraciones)
  • Contacto directo con las celdas vecinas (para convertirse en una de ellas y llenar un espacio)
  • Hormonas (hay varias, ya sabes, no sé todas)
  • La historia de la célula madre (llamada determinación , ¿ya detuvo para siempre algunas expresiones génicas para siempre?) En la imagen de arriba se ve una cascada de células madre que se vuelven más diferenciadas = especializadas. Entre ellos puede encontrar, como producto de diferenciación, células madre mesenquimales. A continuación puede ver cómo se pueden diferenciar aún más:

El resultado de una diferenciación es que la expresión del genoma estará fuertemente limitada para cualquier futuro para todos los descendientes de esta célula diferenciadora. No se permitirá que cada uno de los 23,000 genes fabrique enzimas cardíacas, proteínas capilares, hormona insulina, inmunoglobulinas específicas o enzimas digestivas. Los genes se pueden cerrar para cualquier futuro mediante la destrucción, hay varias formas (algunas funcionan mejor), diferentes Quora.

Bueno, en esencia, todas las celdas son “inteligentes” y básicamente tienen la capacidad de “ajustarse” al entorno y hasta cierto punto. “Stem Cell” es un término (hay diferentes categorías en las que no entraré … puedes encontrarlas en un libro de texto) para las células que tienen la capacidad de adaptarse a la mayoría de los entornos y formar parte de “el vecindario”, por así decirlo . Tienen la capacidad de convertirse en muchos tipos diferentes de células y convertirse en parte de una unidad en funcionamiento en muchos barrios si se encuentran allí. Es por eso que son tan emocionantes para posibles terapias de enfermedades.

Vea la excelente respuesta de Devin en cuanto al desarrollo … cuando (en algún momento temprano) básicamente todas las células tienen algún “estado de células madre” y con el tiempo se diferencian en todos los tipos de células del cuerpo y “se convierten” en las estructuras que vemos en el adulto. Cómo todo esto sucede es muy estudiado y sigue siendo uno de los grandes misterios de la biología. Se han encontrado muchas “rutas” o “gradientes de inducción”, pero al final terminan viniendo de la primera celda individual, lo cual es asombroso:

Biología del desarrollo 10e en línea

Cómo y por qué las células “saben” dónde migrar y en qué convertirse es un área fantástica para que un futuro biólogo se concentre en mi humilde opinión.

Simplemente por diversión: en los primeros días se planteó que la actividad era tal que debe haber algún tipo de “campo organizador” involucrado que “induce” a las células a comportarse de la manera en que lo hacen, al igual que el ambiente induce a los organismos a comportarse de varias maneras Para mí, esto todavía tiene sentido, aunque la idea se perdió en el “cambio de gradiente químico” en la literatura de hoy … por supuesto esta nueva información es fantástica, pero describe solo el mecanismo inmediato y no el cuadro completo, donde un efecto de campo incluye la imagen más grande.

Verifique este gráfico de un embrión de pollo en desarrollo:

Cortesía del laboratorio de Tim Newman en ASU.

La imagen vale más que mil palabras en mi humilde opinión.

Espero que ayude.

En pocas palabras, las células madre recibirán señales en forma de factores de crecimiento que le indican cómo diferenciarse. La embriología es extremadamente compleja y no pretendo simplificar demasiado el proceso, pero básicamente una célula madre que está rodeada por células de la piel estará expuesta a los mismos factores de crecimiento y materiales disponibles que una célula de la piel. La única forma de que la célula haga el mejor uso posible de su entorno es conformarse como una célula cutánea. Si se convierte en una neurona, no encontrará los nutrientes adecuados para crecer y reproducirse. Es casi darwiniana en el sentido de que una célula madre funcionará mejor ajustando mejor su entorno, que está formado por células distintas y los nutrientes que utilizan.