Resistance mechanisms of hematopoietic and leukemic stem cells

Abstract

Krwiotwórcze komórki macierzyste (HSC) są szczególnym typem somatycznych komórek macierzystych. Cechuje je zdolność do nieograniczonej liczby podziałów oraz różnicowania we wszystkie typy komórek krwi. Pula HSC musi wystarczyć na cały okres życia organizmu. Wszystkie zmiany genetyczne w komórce macierzystej zostają utrwalone w komórkach potomnych i mogą prowadzić do zaburzeń hematopoezy. Istnieje wiele mechanizmów chroniących somatyczne HSC. Część HSC pozostaje w stanie spoczynku, czyli fazie G0 cyklu komórkowego, co obniża ryzyko pojawienia się mutacji. Komórki te cechują się podwyższoną ekspresją białek związanych z opornością na apoptozę, naprawą uszkodzeń DNA oraz usuwaniem toksyn. Inne białka zapobiegają ich zniszczeniu przez komórki swoistej i nieswoistej odpowiedzi immunologicznej. Mikrośrodowisko szpiku kostnego zapewnia również ochronę HSC. Podobne mechanizmy wpływają na oporność tak zwanych białaczkowych komórek macierzystych (LSC). Na oporność LSC wpływają również mutacje pojawiające się w procesie nowotworzenia. Istnienie nowotworowych komórek macierzystych (CSC) uważa się za jedną z głównych przyczyn niepowodzeń terapeutycznych — chemio- i radioterapia zmniejszają liczbę komórek białaczkowych w organizmie, ale pozostające po zakończeniu leczenia CSC powodują wznowę. Poznanie mechanizmów ochronnych HSC ma istotne znaczenie, gdyż pozwala na zrozumienie podłoża niektórych chorób hematologicznych oraz poszukiwanie nowych rozwiązań terapeutycznych.Hematopoietic stem cells (HSC) are a special type of somatic stem cells. They are characterized by the ability to divide an unlimited number of times and to differentiate into all types of blood cells. The pool of HSC must therefore be sufficient for the whole life of an organism. All genetic alterations of a stem cell will be retained by its daughter cells and they may lead to disturbances of hematopoiesis. There are several mechanisms that protect somatic HSC. Part of HSC remain inquiescent state, the G0 phase of the cell cycle, which reduces the risk of mutations. These cells are also characterized by increased expression of proteins associated with apoptosis resistance, DNA repair and toxin removal. Other surface proteins provide protection against attack by specific and/or nonspecific immune system cells. Also, HSC are protected by bone marrow microenvironment. Similar mechanisms affect the resistance of the so-called leukemic stem cells (LSC). Resistance of these cells is also influenced by mutations that occur during carcinogenesis. Presence of cancerstem cells (CSC) is considered to be a major cause of treatment failure: chemo-and radiotherapy both reduce the number of leukemic cells in the body, but CSC which remain after treatment may cause recurrence of the disease. Understanding resistance mechanisms of HSC might exert a significant impact on further developments in medicine. Foremostly, such knowledge would permit understanding the background and fine details of some hematologic disorders as well as developing novel therapeutic strategies

    Similar works