Загальновідомий факт, що клітини крові утворюються в кістковому мозку. В кістковому мозку розвиваються як еритроцити, так і білі клітини. Місцем зберігання та дозрівання молодих клітин є червоний кістковий мозок. Ось ранні клітини, здатні створити цілу популяцію клітин крові. Вони називаються гемопоетичними стовбуровими клітинами.

Існування гемопоетичних стовбурових клітин підтверджується багатьма практичними досвідом та експериментальними спостереженнями. Теорія стовбурових клітин гемопоезу передбачає, що існує рання клітина, яка може створювати будь-який тип клітин крові шляхом послідовного поділу клітин. Ці клітини подібні та не відрізняються від лімфоцитів та лімфоцитів простою світловою мікроскопією. Однак для ідентифікації можуть бути використані більш складні методи, такі як аналіз білка на поверхні клітин.

стовбурові

Якщо стовбурові клітини існують, після повного руйнування системи кровотворення в експерименті на тваринах ці клітини можуть через деякий час відновити кровотворення експериментальної тварини, замість того, щоб їх вбивати. Добре задокументовані, відтворювані експериментальні дані свідчать про те, що це явище насправді існує.

Однак вищезазначений факт має не лише теоретичне значення. Також було показано, що під час трансплантації кісткового мозку стовбурові клітини здатні повністю оновити систему кровотворення в організмі реципієнта (реципієнта). Трансплантація кісткового мозку - це не трансплантація донорського кісткового мозку тканини, яка підлягає трансплантації в кістковий мозок реципієнта. Багатий клітинами запас, витягнутий з кісткового мозку, звільняється від сміття і вливається в тіло пацієнта шляхом внутрішньовенної інфузії. (Однак умовою втручання є те, що кровотворна система пацієнта, який отримує препарат кісткового мозку, заздалегідь повністю руйнується, інакше може розвинутися фатальна боротьба між двома імунними системами.)

Тож виникає питання: як венозні кровотворні стовбурові клітини знаходять своє місце? Як можливо, що вони не загубляться в організмі, не залишаються циркулюючими в крові або не осідають в чужих для них тканинах, таких як печінка або нирки?

Пояснення цього явища полягає в тому, що існує особливий взаємозв'язок між характерними клітинами та волокнами кісткового мозку та кровотворними клітинами. Цей зв’язок реалізується завдяки збігу молекул білка. Стовбурові клітини використовують їх, щоб розпізнати правильне для них середовище. Це явище подібне до того, як магніт притягує залізо, або як ключ вкладається лише в певний тип замка. Таке з'єднання клітин називається рецептор-лігандним з'єднанням. Здатність «знаходити дім» - завдяки здатності клітин розпізнавати конкретне мікросередовище - це процес, який називається «самонаведення».

Також було показано, що гемопоетичні стовбурові клітини не тільки знаходяться в кістковому мозку, але також можуть бути виявлені в дуже малих кількостях в циркулюючій крові. Стовбурові клітини, які складають кілька тисячних білих кров'яних клітин, також можуть бути вилучені та збагачені з периферичної крові. Отримані таким чином гемопоетичні стовбурові клітини мають таке саме значення, як і стовбурові клітини, отримані з кісткового мозку. Така процедура заміщення трансплантації кісткового мозку називається трансплантацією периферичних стовбурових клітин.

Спеціальні зв’язуючі білки - ліганди - гарантують, що на ранніх стадіях розвитку клітин крові молоді клітини прив’язуються до запасу кісткового мозку. Лише після певної стадії розвитку клітин клітини крові втрачають ліганди, позбавляючись таким чином від прикріплення до місця, мігруючи крізь стінки сосочків, потрапляючи в кров.

При злоякісних захворюваннях кровотворення (таких як лейкемія) цей взаємозв’язок рецептор-ліганд порушується. Це дозволяє аномальним клітинам надходити в кровообіг, якому зазвичай не було б там місця. Поява молодих гемопоетичних клітин - бластів - в циркулюючій (периферичній) крові, що характерно для гострих лейкоцитів.