Ny studie avslöjar oväntad diversifiering av blodstamceller
Forskare vid Karolinska Institutet har publicerat en ny artikel i Nature Genetics om sina överraskande fynd i en ny studie.
Varje sekund bildas miljontals blodceller i människokroppen, och cirka 90 procent av de celler som ersätts dagligen är blodceller. Dessa inkluderar röda blodkroppar som är avgörande för syretransport, blodplättar som möjliggör blodets koagulation och immunceller som skyddar oss mot infektioner. Eftersom dessa celler är kortlivade måste de ständigt förnyas.
Detta livsviktiga arbete utförs av blodbildande stamceller i benmärgen – de enda långlivade cellerna som kan producera blodceller. Dessa stamceller är avgörande för livslång blodproduktion och spelar en central roll vid medicinska behandlingar som benmärgstransplantation och återhämtning efter cellgiftsbehandling.
Men dessa celler har också en ”mörk sida”. Varje blodstamcell samlar på sig ungefär 20 DNA-mutationer per år under livet. De flesta mutationer är ofarliga, men enstaka stamceller kan bli ursprunget till vanliga blodcancersjukdomar. Att förstå hur dessa celler fungerar – och hur man kan rikta behandling mot cancerstamceller – är därför av stor klinisk betydelse.
Länge ansågs alla blodstamceller kunna producera alla typer av blod- och immunceller. Studier på möss har nyligen visat att så inte är fallet – vissa stamceller är mer begränsade i sin förmåga.
Den aktuella studien
– I vår senaste studie kunde vi för första gången undersöka detta fenomen hos människor. Varje blodstamcell samlar på sig unika DNA-mutationer under livet, vilket gör det möjligt för oss att använda mutationerna som naturliga ’streckkoder’ för att spåra stamcellernas bidrag till olika blodcellstyper hos friska äldre individer, säger Tetsuichi Yoshizato, forskare vid institutionen för medicin, Huddinge, och medlem i Hematopoietic Stem Cell Biology Group.
– Våra fynd var slående: mänskliga blodbildande stamceller beter sig mycket likt dem hos möss. Vissa stamceller bidrar till alla blodlinjer, medan andra är mer specialiserade. Viktigt är att dessa skillnader inte var kopplade till specifika genmutationer, vilket tyder på att den observerade linjebiasen inte är mutationsdriven utan snarare en inneboende egenskap hos stamcellerna.
- Vi blev entusiastiska när vi insåg att vi kunde använda naturligt förekommande mutationer i mänskliga blodstamceller för att kartlägga deras bidrag till olika blodlinjer, och ännu mer när vi såg att mönstren för blodlinjeförnyelse från mänskliga stamceller matchade dem vi tidigare observerat hos möss”, säger Sten Eirik Jacobsen, professor i stamcellsbiologi och regenerativ medicin vid institutionen för cell- och molekylärbiologi samt institutionen för medicin, Huddinge och ledare för Hematopoietic Stem Cell Biology Group.
Även efter transplantation förblev dessa mönster oförändrade, vilket indikerar att de är stabila och inneboende programmerade. Avancerad retrospektiv fylogenetisk analys bekräftade att de flesta stamceller behåller sina linjemönster i årtionden, även om vissa blir mer begränsade med åldern. Upprepade benmärgsanalyser under fem år förstärkte denna långsiktiga stabilitet.
Varför är detta viktigt?
Upptäckten kan förändra hur man stimulerar blodproduktion efter benmärgstransplantation eller cellgiftsbehandling och förbättra behandlingen av sjukdomar där blodbildningen är störd. Dessutom är kunskap om vilka stamceller som kan utvecklas till cancer avgörande för att hitta nya måltavlor för behandling av blodcancer.
Publikation
"Stable clonal contribution of lineage-restricted stem cells to human hematopoiesis", Tetsuichi Yoshizato, Christer Nilsson, Francesca Grasso, Kari Högstrand, Stefania Mazzi, Axel Winroth, Madeleine Lehander, Indira Barbosa, Gunilla Waldin, Teresa Mortera-Blanco, Monika Jansson, Mikaela Hillberg Widfeldt, Affaf Aliouat, Margs S. Brennan, Ellen Markljung, Amy Hillen, Edwin Chari, Eva Hellström-Lindberg, Warren W. Kretzschmar, Petter S. Woll & Sten Eirik W. Jacobsen
Nature Genetics, 2025 Nov