Transizione epiteliale-mesenchimale

Il transizione epiteliale-mesenchimale, anche EMT chiamato, si riferisce alla trasformazione delle cellule epiteliali in cellule mesenchimali. Questa trasformazione è di grande importanza per lo sviluppo embrionale. Tuttavia, questo processo svolge anche un ruolo chiave nello sviluppo di metastasi nei carcinomi.

Qual è la transizione epiteliale-mesenchimale

Una transizione epiteliale-mesenchimale è una conversione di cellule epiteliali già differenziate in cellule staminali mesenchimali indifferenziate. Questo processo è di particolare importanza durante lo sviluppo embrionale.

Come parte di questa trasformazione, le cellule epiteliali vengono rilasciate dal loro legame e possono migrare nel corpo. In tal modo, passano attraverso la membrana basale. La membrana basale separa gli epiteli, le cellule gliali e l'endotelio dallo spazio cellulare simile al tessuto connettivo. Come cellule staminali multipotenti indifferenziate, le cellule migrate raggiungono tutte le aree dell'organismo in via di sviluppo e possono essere nuovamente differenziate in qualsiasi tipo di cellula.

Le cellule epiteliali formano il cosiddetto epitelio, che è un termine collettivo per il tessuto ghiandolare e di copertura. Il mesenchima comprende il tessuto connettivo gelatinoso ed embrionale da cui si sviluppano ossa, cartilagine, muscoli lisci, muscoli cardiaci, reni, corteccia surrenale, il sistema di formazione del sangue con vasi sanguigni e linfatici e tessuto connettivo reticolare, teso e sciolto.

Funzione e compito

La transizione epiteliale-mesenchimale è un processo importante durante l'embriogenesi. Durante questo periodo, si verifica una maggiore crescita, a cui partecipano tutte le cellule del corpo. Anche le cellule epiteliali che sono già state differenziate sono incluse in questi processi di crescita. Per fare questo, tuttavia, devono essere riconvertiti in cellule staminali multipotenti.

La crescita più intensa si verifica nelle prime otto settimane di gravidanza. Il processo vero e proprio di embriogenesi inizia intorno al sesto giorno di gravidanza dopo la cosiddetta fase di germinazione (sviluppo cellulare) e dura fino alla fine dell'ottava settimana di gravidanza. In questa fase, la transizione epiteliale-mesenchimale è di grande importanza, poiché ora si stanno creando tutti gli organi. Molte cellule epiteliali perdono di nuovo la loro differenziazione e attaccamento qui. Migrano attraverso la membrana basale e sono distribuiti in tutto il corpo. Lì si comportano di nuovo come normali cellule staminali multipotenti e sono soggette a rinnovata differenziazione in diversi tipi di cellule.

Naturalmente, possono anche differenziarsi nuovamente in cellule epiteliali. Per fare ciò, i contatti cellulari devono essere prima ridotti e la polarità delle cellule epiteliali annullata. Per contatto cellulare si intende la coesione delle cellule mediante le cosiddette molecole di adesione. La E-caderina è un'importante molecola di adesione. La E-caderina è una glicoproteina transmembrana che dipende dagli ioni calcio. Collega le cellule epiteliali tra loro e garantisce la polarità cellulare e la trasmissione del segnale. Durante l'embriogenesi, l'attività dell'E-caderina è ridotta. Ciò porta all'allentamento della struttura cellulare. Allo stesso tempo, anche la polarità delle cellule scompare.

Le cellule epiteliali hanno sia un cosiddetto lato apicale (esterno) che un lato basale rivolto verso il tessuto sottostante. Il lato esterno è sulla superficie della pelle e delle mucose, mentre il lato basale è collegato al tessuto connettivo situato sotto una lamina basale. Entrambi i lati presentano differenze funzionali e strutturali differenti e garantiscono così la morfologia degli organi. Tuttavia, l'embriogenesi richiede rapidi cambiamenti e flessibilità delle cellule per potersi adattare rapidamente ai processi di crescita.

Dopo la fine dell'embriogenesi, la transizione epiteliale-mesenchimale perde il suo significato per l'organismo.

Malattie e disturbi

La transizione epiteliale-mesenchimale (EMT) è benefica per l'organismo solo durante il brevissimo periodo dell'embriogenesi. Dopo la fase di crescita tempestosa, le cellule vengono differenziate. Non c'è quindi più bisogno di un gran numero di cellule staminali multipotenti. Pertanto questo processo è disabilitato.

Se la transizione epiteliale-mesenchimale viene attivata dopo la fine dell'embriogenesi, ciò di solito accade in connessione con malattie tumorali maligne. L'EMT è responsabile dello sviluppo di metastasi nel contesto del cancro. Il processo è simile a quello dell'embriogenesi. Nel complesso, è un processo complesso basato su meccanismi di regolazione genetica che non sono ancora completamente compresi. Molti geni responsabili sono attivi solo durante lo sviluppo embrionale. Quindi vengono chiusi. Una possibile causa della rinnovata attivazione di questi geni potrebbe essere la sovraregolazione del fattore di trascrizione Sox4. I risultati della ricerca corrispondente sono stati presentati all'Università di Basilea. A sua volta, Sox4 attiva una serie di altri geni coinvolti nella transizione epiteliale-mesenchimale.

Si dice che l'inattività dei geni corrispondenti sia basata sulla loro illeggibilità dovuta al rivestimento con alcune proteine ​​(istoni). Tuttavia, il gene Sox4 è responsabile della formazione di un enzima chiamato Ezh2. È una metil transferasi, che causa la metilazione degli istoni corrispondenti. Gli altri geni coinvolti diventano nuovamente leggibili e attivano la transizione epiteliale-mesenchimale.

Il cambiamento nel materiale genetico avviene all'interno di un tumore canceroso e quindi fornisce la causa per la completa dedifferenziazione delle cellule tumorali. Senza una transizione epiteliale-mesenchimale, il cancro crescerebbe solo nel punto di origine e non si diffonderebbe. Tuttavia, la formazione di metastasi rende un tumore particolarmente maligno e aggressivo. Ecco perché stiamo lavorando allo sviluppo di farmaci che inibiscono la formazione della metiltransferasi Ezh2. I farmaci corrispondenti sono già stati sviluppati, ma sono ancora in fase di sperimentazione. Frenare la formazione di metastasi ridurrebbe, da un lato, l'aggressività della crescita del cancro e, dall'altro, aprirebbe l'opportunità di trattare anche casi precedentemente disperati in modo curativo.