Transdetermination

UN Transdetermination in biologia rappresenta la riprogrammazione di una cellula del corpo differenziata Di norma, il processo di differenziazione delle cellule del corpo dall'ovulo fecondato all'organismo completamente sviluppato è irreversibile. In determinate condizioni, tuttavia, una cellula determinata nella sua differenziazione può essere riprogrammata.

Cos'è la transdeterminazione?

Transdeterminazione significa la trasformazione da uno stato determinato in un altro stato determinato.In biologia, la transdeterminazione è caratterizzata dalla riprogrammazione di una cellula del corpo già differenziata in un'altra cellula del corpo differenziata.

Nel caso degli esseri umani e della maggior parte degli animali multicellulari, lo sviluppo degli organismi inizia con la cellula uovo fecondata. L'intero organismo si sviluppa da questa prima cellula. Man mano che le cellule si dividono, le singole cellule diventano sempre più differenziate o specializzate nel corso dell'embriogenesi. È così che si sviluppano gli organi. Le cellule del fegato, ad esempio, hanno le stesse informazioni genetiche delle cellule del cuore. In entrambi i tipi di cellule, tuttavia, le informazioni genetiche necessarie vengono recuperate da geni diversi.

Come parte della differenziazione, alcuni geni vengono disattivati ​​da metilazioni o modifiche degli istoni. La differenziazione avviene in quanto diversi geni vengono disattivati ​​da linea cellulare a linea cellulare.

Durante la transdeterminazione, i geni inattivi vengono riattivati ​​ei geni precedentemente attivati ​​sono nuovamente inattivi. Un esempio potrebbe essere la complessa trasformazione di una cellula della pelle in una cellula del fegato.

Funzione e compito

La cellula uovo fecondata è la prima cellula dell'organismo. È la cellula staminale originale di tutte le cellule successivamente altamente differenziate. Insieme alle prime otto cellule, viene indicata come cellula staminale totipotente. Queste prime cellule sono ancora completamente indifferenziate e ciascuna può svilupparsi in un organismo indipendente.

Dopo l'ottava divisione cellulare, si formano cellule staminali pluripotenti o embrionali. Questi possono ancora trasformarsi nelle cellule di tutti e tre gli strati germinali (ectoderma, mesoderma, endoderma). Tuttavia, hanno già perso la capacità di svilupparsi in organismi indipendenti.

L'ulteriore sviluppo porta alle cellule staminali postembrionali, che si dividono in cellule staminali fetali, neonatali e adulte a seconda dello stadio di sviluppo. Le cellule staminali postembrionali rappresentano già diverse linee cellulari che possono trasformarsi in determinati sistemi di organi. Anch'essi hanno ancora un potenziale di differenziazione, che, tuttavia, è correlato solo a determinati tipi di cellule. Sono chiamate cellule staminali multipotenti. Ad esempio, le cellule staminali neurali possono ancora trasformarsi in diverse forme di cellule nervose, ma non più in cellule del sangue.

UN transdifferenziazione o è possibile la transdeterminazione delle cellule. Tuttavia, è controverso se una cellula del corpo completamente differenziata possa essere riprogrammata. Per fare ciò, l'espressione di migliaia di geni dovrebbe essere attivata contemporaneamente e migliaia di altri geni disattivati ​​contemporaneamente, ad esempio per trasformare una cellula della pelle in una cellula muscolare. Finora si è ipotizzato che solo le cellule staminali adulte siano ancora in grado di farlo. Il loro potenziale di differenziazione è anche oltre il cotiledone.

La riprogrammazione avviene normalmente in due fasi. Prima di tutto c'è una dedifferenziazione della cellula. Dopo la divisione cellulare, la differenziazione avviene di nuovo con un orientamento diverso. Tale transdeterminazione avviene all'interno dell'organismo, ad esempio durante la guarigione della ferita. Un'ampia varietà di tipi di cellule necessari per il processo di guarigione si sviluppa da cellule staminali adulte.

Per la medicina, ci saranno probabilmente ottime prospettive in futuro come alternativa alla tecnologia dei trapianti di oggi. In questo modo, gli organi malati possono essere coltivati ​​direttamente dalle proprie cellule staminali adulte. Anni di trattamento farmacologico per limitare le reazioni di rigetto sarebbero un ricordo del passato. In vari studi in vitro su colture cellulari, è stato utilizzato un fattore di crescita per dedifferenziare e ridifferenziare le cellule.

Nell'ambito della ricerca sulle cellule staminali, è stato scoperto che le cellule staminali possono essere in grado di sostituire le cellule che sono state distrutte in un attacco di cuore. Tuttavia, i risultati suggeriscono anche che la guarigione non si basa sulla sostituzione da parte delle cellule transdeterminate, ma sulla stimolazione della crescita cellulare e dei processi di differenziazione cellulare. Anche le cellule staminali adulte si dimostrano efficaci nella rigenerazione della cartilagine e delle ossa.

Malattie e disturbi

In connessione con la transdeterminazione, si verificano ripetutamente malattie gravi. Lo sviluppo del cancro si basa sulla dedifferenziazione delle cellule del corpo. I cambiamenti all'interno della cellula possono portare a una divisione cellulare indifferenziata, che può comprendere l'intero corpo attraverso la formazione di metastasi. Le cause possono essere mutazioni somatiche, virus o profilerazioni cellulari fuori controllo durante i processi di guarigione.

La dedifferenziazione può essere rapida. Tuttavia, ci sono anche forme di cancro in cui il tumore rimane differenziato per lungo tempo. Tuttavia, dopo la fase di dedifferenziazione, non c'è ulteriore differenziazione. Le cellule in divisione sono degenerate e si allontanano ulteriormente dal loro stato iniziale dopo ogni divisione cellulare.

Anche le informazioni genetiche sono soggette a continui cambiamenti. Ad esempio, la guarigione delle ferite è un processo naturale basato sulla transdeterminazione. Qui le cellule staminali adulte si trasformano in cellule epiteliali differenziate, cellule del tessuto connettivo o cellule di altro tipo, ma in rari casi si forma un tumore maligno come parte della divisione cellulare costante.

Lo stesso può accadere dopo le reazioni immunitarie. I linfomi sono, tra le altre cose, l'espressione di un sistema immunitario che è andato fuori controllo.