Transdetermination

EN Transdetermination innen biologi representerer omprogrammering av en differensiert kroppscelle. Som regel er prosessen med differensiering av kroppens celler fra den befruktede eggcellen til den fullt utviklede organismen irreversibel. Under visse forhold kan imidlertid en celle som er bestemt i sin differensiering, omprogrammeres.

Hva er transdeterminasjon?

Transdeterminasjon betyr transformasjonen fra en bestemt tilstand til en annen bestemt tilstand.I biologi er transdeterminering preget av omprogrammering av en allerede differensiert kroppscelle til en annen differensiert kroppscelle.

For mennesker og de fleste flercellede dyr begynner utviklingen av organismer med den befruktede eggcellen. Hele organismen utvikler seg fra denne første cellen. Når cellene deler seg, blir de enkelte cellene stadig mer differensierte eller spesialiserte i løpet av embryogenesen. Slik utvikler organene. Levercellene har for eksempel den samme genetiske informasjonen som hjertecellene. I begge celletyper hentes imidlertid nødvendig genetisk informasjon fra forskjellige gener.

Som en del av differensieringen blir visse gener stengt ned ved metylering eller modifisering av histonene. Differensieringen skjer ved at forskjellige gener er slått av fra cellelinje til cellelinje.

Under transdeterminering blir inaktive gener reaktivert og de tidligere aktiverte genene er inaktive igjen. Et eksempel vil være den komplekse transformasjonen av en hudcelle til en levercelle.

Funksjon & oppgave

Den befruktede eggcellen er den første cellen i organismen. Det er den opprinnelige stamcellen til alle senere sterkt differensierte celler. Sammen med de åtte første cellene omtales det som en totipotent stamcelle. Disse første cellene er fortsatt fullstendig udifferensierte og kan utvikle seg til en uavhengig organisme.

Etter den åttende celledelingen dannes pluripotente eller embryonale stamceller. Disse kan fortsatt transformeres til cellene i alle tre kimlagene (ektoderm, mesoderm, endoderm). Imidlertid har de allerede mistet evnen til å utvikle seg til uavhengige organismer.

Den videre utviklingen fører til de postembryonale stamcellene, som er delt inn i føtal, neonatal og voksne stamceller avhengig av utviklingsstadiet. De postembryonale stamcellene representerer allerede forskjellige cellelinjer som kan transformeres til visse organsystemer. Også de har fremdeles et differensieringspotensial, som imidlertid bare er relatert til visse celletyper. De kalles multipotente stamceller. For eksempel kan nevrale stamceller fortsatt transformeres til forskjellige former for nerveceller, men ikke lenger til blodceller.

EN transdifferensiering eller transdeterminering av cellene er mulig. Det er imidlertid kontroversielt om en fullstendig differensiert kroppscelle kan omprogrammeres. For å gjøre dette, ville uttrykket til tusenvis av gener måtte aktiveres samtidig og tusenvis av andre gener deaktiveres på samme tid, for eksempel for å transformere en hudcelle til en muskelcelle. Så langt er det antatt at bare voksne stamceller fortsatt er i stand til å gjøre dette. Deres differensieringspotensial er til og med utover cotyledonet.

Omprogrammeringen skjer vanligvis i to trinn. Først av alt er det en differensiering av cellen. Etter celledeling skjer differensieringen igjen i en annen retning. En slik transdeterminering skjer i organismen, for eksempel under sårheling. Et bredt utvalg av celletyper som er nødvendige for helingsprosessen utvikler seg fra voksne stamceller.

For medisin vil det sannsynligvis være gode fremtidsutsikter som et alternativ til dagens transplantasjonsteknologi. På denne måten kan syke organer dyrkes direkte fra egne voksne stamceller. År med medikamentell behandling for å begrense avvisningsreaksjoner ville være en saga blott. I forskjellige in vitro-studier av cellekulturer ble en vekstfaktor brukt for å differensiere og omdifferensiere celler.

I løpet av stamcelleforskningen ble det oppdaget at stamceller kan være i stand til å erstatte celler som er blitt ødelagt i et hjerteinfarkt. Resultatene antyder imidlertid også at legning ikke er basert på erstatning med de transbestemte celler, men på stimulering av cellevekst og celledifferensieringsprosesser. Voksne stamceller bevise seg også i regenerering av brusk og bein.

Sykdommer og plager

I forbindelse med transdeterminering oppstår alvorlige sykdommer igjen og igjen. Utviklingen av kreft er basert på dedifferensiering av kroppsceller. Endringer i cellen kan føre til udifferensiert celledeling, som kan omfatte hele kroppen gjennom dannelse av metastaser. Årsaker kan være somatiske mutasjoner, virus eller uten kontroll av celleprofileringer under helingsprosesser.

Avvik kan være rask. Imidlertid er det også former for kreft der svulsten forblir differensiert i lang tid. Imidlertid finner ingen ytterligere differensiering sted etter fasen av skillet. Delingscellene er degenererte og beveger seg lenger bort fra sin opprinnelige tilstand etter hver celledeling.

Den genetiske informasjonen kan også endres kontinuerlig. For eksempel er sårheling en naturlig prosess som er basert på transdeterminering. Her forvandles voksne stamceller til differensierte hudceller, bindevevsceller eller celler av andre typer.I sjeldne tilfeller danner imidlertid en ondartet svulst som del av den konstante celledelingen.

Det samme kan skje etter immunreaksjoner. Lymfomer er blant annet et uttrykk for et immunsystem som har gått ut av kontroll.