Przejście nabłonkowo-mezenchymalne

Plik Przejście nabłonkowo-mezenchymalne, również EMT zwana, odnosi się do transformacji komórek nabłonka w komórki mezenchymalne. Ta przemiana ma ogromne znaczenie dla rozwoju embrionalnego. Jednak proces ten odgrywa również kluczową rolę w rozwoju przerzutów w rakach.

Co to jest przejście nabłonkowo-mezenchymalne

Przejście nabłonkowo-mezenchymalne to przekształcenie już zróżnicowanych komórek nabłonka w niezróżnicowane mezenchymalne komórki macierzyste. Proces ten ma szczególne znaczenie podczas rozwoju embrionalnego.

W ramach tej transformacji komórki nabłonka są uwalniane z połączenia i mogą migrować w organizmie. Robiąc to, przechodzą przez membranę piwnicy. Błona podstawna oddziela nabłonek, komórki glejowe i śródbłonek od przestrzeni komórkowej podobnej do tkanki łącznej. Jako niezróżnicowane multipotencjalne komórki macierzyste, migrowane komórki docierają do wszystkich obszarów rozwijającego się organizmu i mogą zostać ponownie zróżnicowane w dowolny typ komórek.

Komórki nabłonkowe tworzą tak zwany nabłonek, który jest zbiorczym określeniem tkanki gruczołowej i pokrywającej. Mezenchym składa się z galaretowatej i embrionalnej tkanki łącznej, z której powstają kości, chrząstki, mięśnie gładkie, mięśnie serca, nerki, kora nadnerczy, układ krwionośny z naczyniami krwionośnymi i limfatycznymi oraz siatkowata, jędrna i luźna tkanka łączna.

Funkcja i zadanie

Przejście nabłonkowo-mezenchymalne jest ważnym procesem podczas embriogenezy. W tym czasie następuje wzmożony wzrost, w którym uczestniczą wszystkie komórki organizmu. Te procesy wzrostu obejmują również komórki nabłonka, które zostały już zróżnicowane. Aby to jednak zrobić, muszą zostać ponownie przekształcone w multipotencjalne komórki macierzyste.

Najbardziej intensywny wzrost występuje w pierwszych ośmiu tygodniach ciąży. Właściwy proces embriogenezy rozpoczyna się około szóstego dnia ciąży po tzw. Fazie kiełkowania (rozwoju komórki) i trwa do końca ósmego tygodnia ciąży. W tej fazie przemiana nabłonkowo-mezenchymalna ma ogromne znaczenie, ponieważ wszystkie narządy są obecnie tworzone. Wiele komórek nabłonka ponownie traci tutaj swoje różnicowanie i przyczepność. Migrują przez błonę podstawną i są rozprowadzane po całym ciele. Tam znowu zachowują się jak normalne multipotencjalne komórki macierzyste i podlegają ponownemu różnicowaniu na różne typy komórek.

Oczywiście mogą również ponownie różnicować się w komórki nabłonka. Aby to zrobić, należy najpierw zmniejszyć kontakty komórek i anulować polaryzację komórek nabłonka. Przez kontakt komórkowy rozumie się kohezję komórek przez tak zwane cząsteczki adhezyjne. E-kadheryna jest ważną cząsteczką adhezyjną. E-kadheryna jest transbłonową glikoproteiną zależną od jonów wapnia. Łączy ze sobą komórki nabłonka i zapewnia polaryzację komórki oraz transmisję sygnału. Podczas embriogenezy aktywność E-kadheryny jest zmniejszona. Prowadzi to do rozluźnienia struktury komórkowej. W tym samym czasie znika również biegunowość komórek.

Komórki nabłonkowe mają zarówno tak zwaną wierzchołkową (zewnętrzną), jak i podstawową stronę zwróconą do leżącej poniżej tkanki. Strona zewnętrzna znajduje się na powierzchni skóry i błon śluzowych, natomiast strona podstawna jest połączona z tkanką łączną znajdującą się pod blaszką podstawną. Obie strony mają różne różnice funkcjonalne i strukturalne, a tym samym zapewniają morfologię narządów. Jednak embriogeneza wymaga szybkich zmian i elastyczności komórek, aby móc szybko dostosować się do procesów wzrostu.

Po zakończeniu embriogenezy przejście nabłonkowo-mezenchymalne traci znaczenie dla organizmu.

Choroby i dolegliwości

Przejście nabłonkowo-mezenchymalne (EMT) jest korzystne dla organizmu tylko w bardzo krótkim okresie embriogenezy. Po burzliwej fazie wzrostu komórki ulegają różnicowaniu. Nie ma już wtedy potrzeby posiadania dużej liczby multipotencjalnych komórek macierzystych. Dlatego ten proces jest wyłączony.

Jeśli przejście nabłonkowo-mezenchymalne jest aktywowane po zakończeniu embriogenezy, zwykle dzieje się to w związku ze złośliwymi chorobami nowotworowymi. EMT jest odpowiedzialny za rozwój przerzutów w kontekście raka. Proces jest podobny do embriogenezy. Ogólnie jest to złożony proces oparty na genetycznych mechanizmach regulacyjnych, które nie zostały jeszcze w pełni poznane. Wiele odpowiedzialnych genów jest aktywnych tylko podczas rozwoju embrionalnego. Następnie są zamykani. Możliwą przyczyną ponownej aktywacji tych genów może być podwyższenie poziomu czynnika transkrypcyjnego Sox4. Odpowiednie wyniki badań przedstawiono na Uniwersytecie w Bazylei. Z kolei Sox4 aktywuje szereg innych genów zaangażowanych w przemianę nabłonkowo-mezenchymalną.

Mówi się, że brak aktywności odpowiednich genów wynika z ich nieczytelności spowodowanej otoczką niektórymi białkami (histonami). Jednak gen Sox4 jest odpowiedzialny za tworzenie enzymu o nazwie Ezh2. Jest to transferazy metylowej, która powoduje metylację odpowiednich histonów. Inne zaangażowane geny stają się ponownie czytelne i aktywują przejście nabłonkowo-mezenchymalne.

Zmiana w materiale genetycznym zachodzi w obrębie guza nowotworowego i stanowi w ten sposób przyczynę całkowitego odróżnicowania komórek rakowych. Bez przejścia nabłonkowo-mezenchymalnego rak narastałby tylko w miejscu pochodzenia i nie rozprzestrzeniałby się. Jednak powstawanie przerzutów sprawia, że ​​guz jest szczególnie złośliwy i agresywny. Dlatego pracujemy nad opracowaniem leków, które hamują powstawanie metylotransferazy Ezh2. Opracowano już odpowiednie leki, ale nadal są one testowane. Zahamowanie powstawania przerzutów z jednej strony zmniejszyłoby agresywność rozwoju raka, z drugiej zaś otworzyłoby możliwość leczenia wcześniej beznadziejnych przypadków.