Transdetermination

EN Transdetermination inom biologi representerar omprogrammeringen av en differentierad kroppscell. Som regel är processen för differentiering av kroppscellerna från den befruktade äggcellen till den fullt utvecklade organismen irreversibel. Under vissa förhållanden kan emellertid en cell som bestäms i dess differentiering omprogrammeras.

Vad är transdetermination?

Transdetermination betyder omvandlingen från ett bestämt tillstånd till ett annat bestämt tillstånd.Inom biologi kännetecknas transdeterminering av omprogrammeringen av en redan differentierad kroppscell till en annan differentierad kroppscell.

När det gäller människor och de flesta flercelliga djur börjar utvecklingen av organismer med den befruktade äggcellen. Hela organismen utvecklas från den första cellen. När cellerna delar sig blir de enskilda cellerna alltmer differentierade eller specialiserade i samband med embryogenesen. Således utvecklas organen. Levercellerna har till exempel samma genetiska information som hjärtcellerna. I båda celltyperna hämtas emellertid nödvändig genetisk information från olika gener.

Som en del av differentieringen stängs vissa gener av genom metylering eller modifiering av histonerna. Differentieringen sker genom att olika gener stängs av från cellinje till cellinje.

Under transdeterminering återaktiveras inaktiva gener och de tidigare aktiverade generna är inaktiva igen. Ett exempel skulle vara den komplexa omvandlingen av en hudcell till en levercell.

Funktion & uppgift

Den befruktade äggcellen är den första cellen i organismen. Det är den ursprungliga stamcellen för alla senare mycket differentierade celler. Tillsammans med de första åtta cellerna benämns det en totipotent stamcell. Dessa första celler är fortfarande helt odifferentierade och kan var och en utvecklas till en oberoende organisme.

Efter den åttonde celldelningen bildas pluripotenta eller embryonala stamceller. Dessa kan fortfarande förvandlas till cellerna i alla tre kimlager (ektoderm, mesoderm, endoderm). De har dock redan tappat förmågan att utvecklas till oberoende organismer.

Den vidare utvecklingen leder till de postembryonala stamcellerna, som är uppdelade i foster-, nyfödda och vuxna stamceller beroende på utvecklingsstadiet. De postembryonala stamcellerna representerar redan olika cellinjer som kan förvandlas till vissa organsystem. Även de har fortfarande differentieringspotential, som dock endast är relaterade till vissa celltyper. De kallas multipotenta stamceller. Till exempel kan neurala stamceller fortfarande förvandlas till olika former av nervceller, men inte längre till blodceller.

EN transdifferentiering eller transdetermination av cellerna är möjlig. Det är emellertid kontroversiellt om en helt differentierad kroppscell kan omprogrammeras. För att göra detta måste uttrycket av tusentals gener aktiveras samtidigt och tusentals andra gener avaktiveras samtidigt, till exempel för att omvandla en hudcell till en muskelcell. Hittills har det antagits att endast vuxna stamceller fortfarande kan göra detta. Deras differentieringspotential är till och med bortom cotyledon.

Omprogrammeringen sker vanligtvis i två steg. Först och främst finns det en differentiering av cellen. Efter celldelning sker differentieringen igen i en annan orientering. En sådan transdeterminering äger rum i organismen, till exempel under sårläkning. En mängd olika celltyper som krävs för läkningsprocessen utvecklas från vuxna stamceller.

För medicin kommer det troligtvis vara utmärkta framtidsutsikter som ett alternativ till dagens transplantationsteknik. På detta sätt kan sjuka organ odlas direkt från sina egna vuxna stamceller. År med läkemedelsbehandling för att begränsa avstötningsreaktioner skulle vara en saga historia. I olika in vitro-studier av cellkulturer användes en tillväxtfaktor för att differentiera och redifferentiera celler.

Under stamcellsforskningen upptäcktes att stamceller kan ersätta celler som har förstörts i hjärtattack. Resultaten tyder emellertid också på att läkning inte baseras på ersättning med de transbestämda cellerna, utan på stimulering av celltillväxt och celldifferentieringsprocesser. Vuxna stamceller bevisar sig också i regenerering av brosk och ben.

Sjukdomar och sjukdomar

I samband med transdeterminering uppstår allvarliga sjukdomar gång på gång. Utvecklingen av cancer är baserad på skillnaden mellan kroppsceller. Förändringar i cellen kan leda till odifferentierad celldelning, som kan omfatta hela kroppen genom bildning av metastaser. Orsaker kan vara somatiska mutationer, virus eller utan kontroll av cellprofileringar under läkningsprocesser.

Skillnaden kan vara snabb. Men det finns också former av cancer där tumören förblir differentierad under lång tid. Emellertid sker ingen ytterligare differentiering efter avvikelsefasen. De delande cellerna degenereras och rör sig längre bort från deras initiala tillstånd efter varje celldelning.

Den genetiska informationen kan också förändras ständigt. Till exempel är sårläkning en naturlig process som bygger på transdetermination. Här förvandlas vuxna stamceller till differentierade hudceller, bindvävsceller eller celler av andra typer. I sällsynta fall bildas emellertid en malig tumör som en del av den ständiga celldelningen.

Detsamma kan hända efter immunreaktioner. Lymfom är bland annat ett uttryck för ett immunsystem som har gått ur kontroll.