Les cellules souches se différencient des autres types de cellules dans le corps. Toutes les cellules-souches, indépendamment de leur source ont trois propriétés générales: ils sont capables de se diviser et de se renouveler pendant de longues périodes; ils ne sont pas spécialisées; et ils peuvent donner lieu à des types de cellules spécialisées.
Les cellules souches sont capables de se diviser et de se renouveler pour de longues périodes. Cellules Contrairement aux cellules musculaires, cellules sanguines, ou cellules nerveuses, qui ne normalement répliquent pas eux-mêmes souches peuvent se répliquer plusieurs fois, ou proliférer . Une population de départ de cellules souches qui prolifèrent pendant plusieurs mois dans le laboratoire peut produire des millions de cellules. Si les cellules résultantes restent non spécialisées, comme les cellules souches de parent, les cellules sont dites capables de long terme d' auto-renouvellement .
Les scientifiques essaient de comprendre deux propriétés fondamentales des cellules souches qui se rapportent à leur auto-renouvellement à long terme:
1. Pourquoi les cellules souches embryonnaires proliférer pendant un an ou plus dans le laboratoire sans distinction, mais la plupart des cellules souches adultes ne peuvent pas; et
2. Quels sont les facteurs dans les organismes qui régulent normalement lescellules souches vivant la prolifération et l' auto-renouvellement?
A la découverte des réponses à ces questions peut permettre de comprendre comment la prolifération cellulaire est régulée au cours du développement embryonnaire normal ou pendant la anormale division cellulaire qui mène au cancer. Une telle information pourrait également permettre aux chercheurs de cultiver des cellules souches embryonnaires et non embryonnaires de manière plus efficace au laboratoire.
Les facteurs et les conditions spécifiques qui permettent aux cellules souches restent non spécialisées sont d’un grand intérêt pour les scientifiques. Il a pris les scientifiques de nombreuses années d'essais et erreurs pour apprendre à tirer et à maintenir les cellules souches dans le laboratoire sans les différencier spontanément en des types cellulaires spécifiques. Par exemple, il a fallu deux décennies pour apprendre à cultiver des cellules souches embryonnaires humaines dans le laboratoire suivant le développement de conditions pour les cellules souches de souris en croissance. De même, les chercheurs doivent d' abord comprendre les signaux qui permettent à un non-embryonnaire (adulte) Tige population de cellules à proliférer et restent non spécialisé avant qu'ils seront capables de se développer un grand nombre de cellules souches adultes non spécialisé dans le laboratoire.
Les cellules souches ne sont pas spécialisées. L’une des propriétés fondamentales d'une cellule souche est qu'il ne possède pas de structures spécifiques à un tissu qui lui permettent d'exécuter des fonctions spécialisées. Par exemple, une cellule souche ne peut pas travailler avec ses voisins pour pomper le sang à travers le corps (comme une cellule de muscle cardiaque), et il ne peut pas transporter des molécules d'oxygène dans le sang (comme une cellule de sang rouge). Cependant, les cellules souches non spécialisées peuvent donner naissance à des cellules spécialisées, notamment les cellules musculaires cardiaques, des cellules sanguines ou des cellules nerveuses.
Les cellules souches peuvent donner naissance à des cellules spécialisées. Lorsque les cellules souches non spécialisées donnent naissance à des cellules spécialisées, le processus est appelé différenciation. Alors que la différenciation, la cellule va généralement par plusieurs étapes, de plus en plus spécialisés à chaque étape. Les scientifiques commencent à peine à comprendre les signaux à l’intérieur et l'extérieur des cellules qui déclenchent chaque étape du processus de différenciation. Les internes signaux sont contrôlés par une cellule des gènes, qui sont intercalés entre longs brins d'ADN et d’effectuer des instructions codées pour toutes les structures et les fonctions cellulaires. Les signaux externes pour la différenciation des cellules comprennent des produits chimiques sécrétées par d’autres cellules, un contact physique avec les cellules voisines, ainsi que certaines molécules dans le microenvironnement. L'interaction des signaux lors de la différenciation provoque l'ADN de la cellule pour acquérir épi génétiques marques qui limitent l’expression de l’ADN dans la cellule et peuvent être transmis par division cellulaire.
De nombreuses questions au sujet de la différenciation des cellules souches restent. Par exemple, les signaux internes et externes de la différenciation cellulaire similaire pour tous les types de cellules souches? Ensembles spécifiques de signaux peuvent être identifiés qui favorisent la différenciation en types de cellules spécifiques? Répondre à ces questions peut conduire les scientifiques à trouver de nouvelles façons de contrôler la différenciation des cellules souches dans le laboratoire, faisant ainsi croître des cellules ou des tissus qui peuvent être utilisés à des fins spécifiques, tels que les thérapies à base de cellules ou le criblage de médicaments.
Les cellules souches adultes génèrent habituellement les types de cellules du tissu dans lequel ils résident. Par exemple, une adulte cellule hématopoïétique souches dans la moelle osseuse donne normalement lieu à de nombreux types de cellules sanguines. Il est généralement admis qu'une cellule hématopoïétique dans l'os qui est appelé une moelle hématopoïétique souche -ne peut donner lieu à des cellules d'un tissu très différentes, telles que des cellules nerveuses dans le cerveau. Les expériences au cours des dernières années ont prétendu montrer que les cellules souches à partir d' un tissu peut donner lieu à des types de cellules d'un tissu complètement différent. Cela reste une zone de grand débat au sein de la communauté des chercheurs. Cette controverse illustre les défis de l’étude des cellules souches adultes et suggère que des recherches supplémentaires en utilisant des cellules souches adultes est nécessaire de comprendre leur plein potentiel en tant que futures thérapies.