Eubakterier, arkéer och stamceller – fakta om cellbiologi och medicin

Eubakterier och arkéer

Eubakterier och arkéer lever i olika miljöer och utvecklas på olika sätt beroende på deras anpassningar. Arkéer har stabila membran och speciella metaboliska förmågor som gör att de kan överleva extrema förhållanden som höga temperaturer, mycket salt eller sura miljöer. Eubakterier är däremot mer mångsidiga, med flexibel cellstruktur och metabolism, vilket gör att de kan leva i vanliga jord- och vattenmiljöer och snabbt anpassa sig och sprida sig.

Gramnegativa bakterier och endotoxiner

När gramnegativa bakterier växer eller dör frigörs LPS-endotoxiner från deras yttre membran. Dessa ämnen aktiverar immunförsvaret starkt och kan orsaka feber, inflammation och i svåra fall septisk chock. Eftersom endotoxinet är en del av cellväggen frisätts det även när bakterien dör, vilket kan förvärra symtomen under antibiotikabehandling.

Det yttre membranet fungerar dessutom som ett skydd mot både antibiotika och immunförsvarets molekyler, vilket gör infektioner mer svårbehandlade. Kombinationen av ett skyddande membran och toxiska effekter gör infektioner med gramnegativa bakterier mer långdragna och allvarliga än de som orsakas av grampositiva bakterier.

Bakteriers cellvägg

Bakteriers cellvägg är uppbyggd av peptidoglykan, bestående av sockerarterna N-acetylglukosamin (NAG) och N-acetylmuraminsyra (NAM) som binds samman av peptidkedjor. Denna struktur ger cellen stadga och skydd mot osmotiskt tryck.

Arkéer saknar peptidoglykan och har istället cellväggar av pseudomurein, proteiner eller polysackarider, vilket gör att de kan överleva i extrema miljöer som höga temperaturer och saltkoncentrationer. Eftersom peptidoglykan är unikt för bakterier kan antibiotika som penicillin hämma dess uppbyggnad, medan arkéer är resistenta. Kunskapen om denna syntes används vid utveckling av antibiotika som specifikt angriper bakterier.

Stamceller

Stamceller är omogna celler som kan utvecklas till olika specialiserade celltyper. De används inom medicinen för att ersätta skadade celler, exempelvis vid blodsjukdomar eller vid reparation av vävnader. Embryonala stamceller kommer från tidiga embryon och kan bilda alla celltyper i kroppen.

Typer av stamceller

Embryonala stamceller

Embryonala stamceller kan bilda alla typer av celler i kroppen och används för att ersätta skadad vävnad. De har stor potential men kan orsaka avstötning, tumörbildning och väcker etiska frågor eftersom de kommer från embryon.

Inducerade pluripotenta stamceller (iPS-celler)

iPS-celler framställs genom att vanliga celler omprogrammeras till ett ospecialiserat stadium. De fungerar på liknande sätt som embryonala stamceller men kan tas från patienten själv, vilket minskar risken för avstötning och etiska problem.

Vuxna stamceller

Vuxna stamceller är mindre kontroversiella men kan bara bilda vissa celltyper.

Korsdifferentiering

Korsdifferentiering innebär att en celltyp omvandlas direkt till en annan, t.ex. en hudcell till en nervcell, utan att först bli en stamcell. Det kan bli viktigt i framtiden eftersom det kan göra det enklare och säkrare att skapa rätt celler för behandling, med mindre risk för tumörer och etiska problem.

Medicinsk användning

Inom medicinen används olika typer av stamceller för att ersätta skadade celler och behandla sjukdomar. Inducerade pluripotenta stamceller kan utvecklas till olika celltyper, t.ex. nerv- eller hjärtceller. Nackdelen är att de ibland kan bilda tumörer, och tekniken är ännu inte helt säker.