Epitelijsko-mezenhimski prehod

The epitelijsko-mezenhimski prehod, tudi EMT imenovano, se nanaša na transformacijo epitelijskih celic v mezenhimske celice. Ta transformacija je zelo pomembna za embrionalni razvoj. Vendar pa ima ta proces tudi ključno vlogo pri razvoju metastaz pri karcinomih.

Kakšen je epitelijsko-mezenhimski prehod

Epitelijsko-mezenhimski prehod je pretvorba že diferenciranih epitelijskih celic v nediferencirane mezenhimske matične celice. Ta proces je še posebej pomemben med embrionalnim razvojem.

Kot del te transformacije se epitelijske celice sprostijo iz svoje vezi in lahko selijo v telo. Pri tem gredo skozi kletno membrano. Kletna membrana ločuje epitelijo, glijalne celice in endotel od celicnega prostora, ki je podoben vezivnemu tkivu. Kot nediferencirane multipotentne matične celice preseljene celice dosežejo vsa področja organizma v razvoju in jih je mogoče ponovno diferencirati v katero koli vrsto celic.

Epitelijske celice tvorijo tako imenovani epitelij, ki je skupni izraz za žlezno in pokrivno tkivo. Mezenhim obsega želatinsko in embrionalno vezivno tkivo, iz katerega se razvijejo kosti, hrustanec, gladke mišice, srčne mišice, ledvice, nadledvična skorja, krvotvorni sistem s krvnimi in limfnimi žilami ter retikularno, tesno in ohlapno vezivno tkivo.

Funkcija in naloga

Epitelijsko-mezenhimski prehod je pomemben proces med embriogenezo. V tem času poteka povečana rast, pri kateri sodelujejo vse celice telesa. V te rastne procese so vključene tudi epitelijske celice, ki so že bile diferencirane. Da bi to naredili, pa jih je treba pretvoriti nazaj v multipotentne matične celice.

Najbolj intenzivna rast se pojavi v prvih osmih tednih nosečnosti. Dejanski proces embriogeneze se začne približno šesti dan nosečnosti po tako imenovani stopnji kalitve (celični razvoj) in traja do konca osmega tedna nosečnosti. V tej fazi je epitelijsko-mezenhimski prehod zelo pomemben, saj zdaj nastajajo vsi organi. Mnoge epitelijske celice tukaj spet izgubijo svojo diferenciacijo in pritrditev. Migrirajo skozi kletno membrano in se razporejajo po telesu. Tam se spet obnašajo kot običajne multipotentne matične celice in so podvržene ponovni diferenciaciji v različne vrste celic.

Seveda se lahko spet diferencirajo v epitelijske celice. Če želite to narediti, je treba najprej zmanjšati stike s celicami in odpraviti polarnost epitelijskih celic. Stik s celicami pomeni kohezijo celic s tako imenovanimi adhezijskimi molekulami. E-kadherin je pomembna adhezijska molekula. E-kadherin je transmembranski glikoprotein, ki je odvisen od kalcijevih ionov. Povezuje epitelijske celice med seboj in zagotavlja polarnost celic in prenos signala. Med embriogenezo se aktivnost E-kadherina zmanjša. To vodi do zrahljanja celične strukture. Hkrati izgine tudi polarnost celic.

Epitelijske celice imajo tako imenovano apikalno (zunanjo) kot bazalno stran, ki je obrnjena proti osnovnemu tkivu. Zunanja stran je na površini kože in sluznice, medtem ko je bazalna stran povezana z vezivnim tkivom, ki se nahaja pod bazalno plastjo. Obe strani imata različne funkcionalne in strukturne razlike in tako zagotavljata morfologijo organov. Vendar pa embriogeneza zahteva hitre spremembe in prožnost celic, da se lahko hitro prilagodijo rastnim procesom.

Po koncu embriogeneze epitelijsko-mezenhimski prehod izgubi svoj pomen za organizem.

Bolezni in bolezni

Epitelijsko-mezenhimski prehod (EMT) koristi organizmu le v zelo kratkem obdobju embriogeneze. Po fazi burne rasti se celice diferencirajo. Nato ni več potrebe po velikem številu multipotentnih matičnih celic. Zato je ta postopek onemogočen.

Če se epitelijsko-mezenhimski prehod aktivira po koncu embriogeneze, se to običajno zgodi v povezavi z malignimi tumorskimi boleznimi. EMT je odgovoren za razvoj metastaz v primeru raka. Postopek je podoben postopku embriogeneze. Na splošno gre za kompleksen proces, ki temelji na genetskih regulativnih mehanizmih, ki še niso popolnoma razumljeni. Številni odgovorni geni so aktivni le med embrionalnim razvojem. Potem so zaprti. Možen vzrok za ponovno aktiviranje teh genov bi lahko bila uravnavanje transkripcijskega faktorja Sox4. Ustrezni rezultati raziskav so bili predstavljeni na Univerzi v Bazelu. Sox4 pa aktivira številne druge gene, ki sodelujejo pri epitelijsko-mezenhimskem prehodu.

Neaktivnost ustreznih genov naj bi temeljila na njihovi nečitljivosti zaradi prevleke z določenimi proteini (histoni). Vendar je gen Sox4 odgovoren za tvorbo encima, imenovanega Ezh2. To je metil transferaza, ki povzroči metilacijo ustreznih histonov. Ostali vpleteni geni postanejo ponovno berljivi in ​​aktivirajo epitelno-mezenhimski prehod.

Sprememba genskega materiala se dogaja znotraj rakavega tumorja in tako zagotavlja vzrok za popolno dediferenciacijo rakavih celic. Brez epitelijsko-mezenhimalnega prehoda bi rak zrasel le na mestu nastanka in se ne bi širil. Vendar zaradi tvorbe metastaz tumor postane posebej maligen in agresiven. Zato si prizadevamo za razvoj zdravil, ki zavirajo nastajanje metiltransferaze Ezh2. Ustrezne droge so že razvite, vendar se še vedno testirajo. Omejevanje nastanka metastaz bi po eni strani zmanjšalo agresivnost rasti raka, na drugi strani pa bi odprlo priložnost za zdravilno predhodno brezupno zdravljenje.