DIFERENCIACIÓN CELULAR NORMAL ALTERACIONES DE LA
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DIFERENCIACIÓN CELULAR NORMAL ALTERACIONES DE LA DIFERENCIACIÓN NORMAL ASIGNATURA: “CITOMETRÍA Y CITOPATOLOGÍA” DPTO. MEDICINA Concepto de diferenciación celular Célula originaria (HUEVO o ZIGOTO) = dotación genética proliferación diferenciación Organismo pluricelular Concepto de diferenciación celular Las células diferenciadas de los seres pluricelulares están organizadas en tejidos: tejidos células especializadas en realizar una función concreta Las distintas variedades de tejidos se asocian para realizar funciones aún más especializadas y complejas: los órganos La diferenciación celular lleva a la generación y desarrollo de células fenotípicamente distintas a su progenitor, pese a que, en general, llevan la misma información genética. Tejidos biológicos: Componentes básicos 1.- Soporte físico: Tejido conectivo (origen: fibroblastos) Células del estroma: fibroblastos, adipocitos, SMM, células endoteliales vasculares, etc 2.- Células “nobles”: Células parenquimatosas: Especializadas en una función concreta Cada tejido es una mezcla de muchos tipos celulares distintos, que comparten el mismo micromedioambiente Muerte Renovación celular celular ORGANIZACIÓN TISULAR Cada tejido es una mezcla de muchos tipos celulares distintos, que comparten el mismo micromedioambiente Proliferación y diferenciación celular: Factores reguladores 1.- Señales endógenas 2.- Señales exógenas Proliferación y diferenciación celular: Factores reguladores 1.- Señales endógenas a.- Información genética: memoria celular b.- “Relojes internos”: número de veces que debe dividirse una célula hasta su diferenciación completa .- Proteínas promotoras e inhibidoras del ciclo celular .- Longitud de sus telómeros: conforme la célula se especializa va cortando sus telómeros, hasta la senescencia Proliferación y diferenciación celular: Factores reguladores 2.- Señales exógenas Micromedioambiente (nicho o hábitat) 1.- Comunicación intercelular a través de la secreción de moléculas solubles: p.e. factores de crecimiento, hormonas, citocinas 2.- Adhesión selectiva célula- célula Factores de crecimiento hematopoyético Médula ósea Célula Madre totipotencial Precursor linfoide T/NK Sangre - tejidos Precursor linfoide B Célula madre linfoide Gr. neutrófilo CFU-G CFU-GM CFU-Eo CFU-M Monocitomacrófago Gr. eosinófilo CFU-Bs Célula madre mieloide Gr. basófilo BFU-E CFU-Mk Hematíes Plaquetas Factores de crecimiento hematopoyético Médula ósea Precursor linfoide T/NK Célula Madre totipotencial Sangre - tejidos Precursor linfoide B IL7 Célula madre linfoide Gr. neutrófilo G-CSF CFU-G GM-CSF CFU-GM M-CSF SCF CFU-Eo IL3 CFU-Bs CFU-M Monocitomacrófago Gr. eosinófilo Célula madre mieloide IL9 EPO Gr. basófilo BFU-E IL11 CFU-Mk trombopoyetina Hematíes Plaquetas Contacto directo célula – célula Moléculas de adhesión .- Selectinas (CD62L, P y E): .- Integrinas: uniones débiles uniones fuertes .- Superfamilia de las Igs (ligandos celulares de las integrinas) Proliferación y diferenciación celular: Factores reguladores 2.- Señales exógenas Micromedioambiente (nicho o hábitat) Célula diana Gen citocina Act. gen Estímulo inductor Célula productora de citocina Citocina Receptor de citocina EFECTOS BIOLÓGICOS Generación de segundos mensajeros y activación de FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN Citocinas inflamatorias Linfocito T CD4+ CPA CD40 Receptores de IL CD154 Transducción de señales (fosforilación y defosforilación) TCR/CD3 Cascada bioquímica de segundos mensajeros CD28 Moléculas coestimuladoras RESPUESTA CD80/86 Proliferación y diferenciación celular: Factores reguladores La célula cambia su patrón de expresión de genes dependiendo de las señales que reciba, DIFERENCIACIÓN Proliferación y diferenciación celular: Factores reguladores La célula cambia su patrón de expresión de genes dependiendo de las señales que reciba, PROLIFERACIÓN Proliferación y diferenciación celular: Factores reguladores La célula cambia su patrón de expresión de genes dependiendo de las señales que reciba, MUERTE CELULAR Proliferación y diferenciación celular: Renovación tisular Células del intestino Hueso RENOVACIÓN Células nerviosas Hematíes Epidermis ¿Cómo se renuevan las células diferenciadas de un tejido? 1.- DUPLICACIÓN SIMPLE Célula madura Factores inductores: HGF Hepatocito División simétrica ¿Cómo se renuevan las células diferenciadas de un tejido? 2.- FUSIÓN CELULAR Miocitos Mioblastos Diferenciación Los miocitos ya no se dividen más: crecen por fusión de unas células con otras ¿Cómo se renuevan las células diferenciadas de un tejido? 3.- A PARTIR DE CÉLULAS PRECURSORAS Células “stem” o células madre Responsables de la generación, regeneración y mantenimineto de la producción celular a lo largo de toda la vida del individuo ¿Qué características debe tener una célula para ser considerada célula madre? Célula Madre totipotencial Células madres comprometidas Células madres comprometidas Células terminalmente diferenciadas ¿Qué características debe tener una célula para ser considerada célula madre? Célula Madre totipotencial CAPACIDAD DE AUTORRENOVACIÓN Células madres comprometidas Células madres comprometidas Células terminalmente diferenciadas ¿Qué características debe tener una célula para ser considerada célula madre? CAPACIDAD DE AUTORRENOVACIÓN División simétrica División asimétrica ¿Qué características debe tener una célula para ser considerada célula madre? Célula Madre totipotencial CAPACIDAD DE AUTORRENOVACIÓN Células madres comprometidas Células madres comprometidas PLURIPOTENCIALIDAD Células terminalmente diferenciadas Tipos de células madre Células madre embrionarias Se obtienen de pre-embriones en fase de blastocisto Huevo o zigoto (óvulo fecundado) Embrión Blastocisto Célula pluripotente Célula totipotente Generación de todos los tipos celulares del organismo Tipos de células madre Células madre del adulto Célula madre hematopoyética pluripotencial Precursor linfoide T/NK Célula madre linfoide Sangre - tejidos Precursor linfoide B Gr. neutrófilo CFU-G CFU-GM CFU-Eo Célula madre mieloide CFU-Bs CFU-M Monocitomacrófago Gr. eosinófilo Gr. basófilo BFU-E CFU-Mk Hematíes Plaquetas Tipos de células madre Células madre del adulto - Sistema hematopoyético - Intestino - Epidermis - Cerebro - Mesenquimales Características de las células madre Plasticidad o “flexibilidad” Célula madre pluripotencial Células madres comprometidas Células terminalmente diferenciadas TRANSDIFERENCIACIÓN Características de las células madre Plasticidad o “flexibilidad” TRANSDIFERENCIACIÓN -Células cerebrales que dan origen a células hematopoyéticas -Células de MO que originan células de la microglía y astroglía -Células de MO que dan lugar a hepatocitos -Células de MO que generan células musculares -Células neurales que originan células del músculo esquelético -MSC del estroma de MO que dan lugar a células no mesenquimales Células de origen ectodérmico puede dar lugar a otra de origen mesodérmico, o células de mesodermo en endodermo Características de las células madre Plasticidad o “flexibilidad” Célula Madre totipotencial Células madres comprometidas DESDIFERENCIACIÓN Células terminalmente diferenciadas Células madre Preguntas sin respuesta .- ¿Existe una célula madre universal capaz de circular y situarse en un ambiente determinado para generar células de ese tejido? .- ¿Cuáles son los factores responsables de la permanencia de las células madre en un tejido? .- ¿Cuáles son los factores que dirigen un camino de diferenciación u otro? .- En el adulto: ¿fuentes? ¿Cómo permanecen indiferenciadas en un entorno “diferenciado”?. ¿Manipulación?. ¿Estado de diferenciación más adecuado para el trasplante? Alteraciones de la diferenciación celular normal 1.- Metaplasia (“cambio de forma”) Metaplasia escamosa del epitelio respiratorio Metaplasia gástrica del esófago Dif → Dif 2.- Displasia (“cambio anormal”) Dif → Indif 3.- Neoplasia (“nueva formación”) www.usal.es/~dermed/asignaturas.htm Citometría y Citopatología TEMA: Diferenciación celular
