Epitelinis-mezenchiminis perėjimas

epitelio-mezenchiminis perėjimas, taip pat EMT vadinamas epitelio ląstelių virsmu mezenchiminėmis ląstelėmis. Ši transformacija turi didelę reikšmę embriono vystymuisi. Tačiau šis procesas taip pat vaidina svarbų vaidmenį formuojant metastazes karcinomose.

Koks yra epitelio-mezenchiminis perėjimas

Epitelio-mezenchiminis perėjimas yra jau diferencijuotų epitelio ląstelių pavertimas nediferencijuotomis mezenchiminėmis kamieninėmis ląstelėmis. Šis procesas yra ypač svarbus embriono vystymosi metu.

Šios transformacijos metu epitelio ląstelės išsiskiria iš savo jungties ir gali migruoti kūne. Tai darydami, jie praeina per rūsio membraną. Rūsinė membrana atskiria epitelį, glijos ląsteles ir endotelį nuo jungiamojo audinio pavidalo ląstelių erdvės. Kaip nediferencijuotos daugiapotencinės kamieninės ląstelės, migruotos ląstelės pasiekia visas besivystančio organizmo sritis ir vėl gali būti diferencijuojamos į bet kokio tipo ląsteles.

Epitelio ląstelės sudaro vadinamąjį epitelį, kuris yra bendras liaukų ir dengiamojo audinio terminas. Mesenchimą sudaro želatininis ir embrioninis jungiamasis audinys, iš kurio išsivysto kaulai, kremzlė, lygieji raumenys, širdies raumenys, inkstai, antinksčių žievė, kraujo formavimo sistema su krauju ir limfagyslėmis bei retikulinis, tankus ir laisvas jungiamasis audinys.

Funkcija ir užduotis

Epitelio-mezenchiminis perėjimas yra svarbus procesas embriogenezės metu. Per tą laiką vyksta padidėjęs augimas, kuriame dalyvauja visos kūno ląstelės. Į šiuos augimo procesus taip pat įtraukiamos jau diferencijuotos epitelio ląstelės. Tačiau norint tai padaryti, juos reikia paversti daugiapotencinėmis kamieninėmis ląstelėmis.

Intensyviausias augimas įvyksta per pirmąsias aštuonias nėštumo savaites. Faktinis embriogenezės procesas prasideda maždaug šeštą nėštumo dieną po vadinamojo daigumo stadijos (ląstelių vystymosi) ir tęsiasi iki aštuntos nėštumo savaitės pabaigos. Šioje fazėje didelę reikšmę turi epitelio-mezenchiminis perėjimas, nes dabar kuriami visi organai. Daugelis epitelio ląstelių vėl praranda diferenciaciją ir prisirišimą. Jie migruoja per rūsio membraną ir yra pasiskirstę visame kūne. Ten jie vėl elgiasi kaip normalios daugiapotencinės kamieninės ląstelės ir yra atsinaujinančios diferenciacijos į skirtingus ląstelių tipus.

Žinoma, jie taip pat vėl gali diferencijuoti į epitelio ląsteles. Norėdami tai padaryti, pirmiausia reikia sumažinti ląstelių kontaktus ir panaikinti epitelio ląstelių poliškumą. Ląstelių kontaktas suprantamas kaip vadinamųjų adhezijos molekulių ląstelių sankaupa. E-kadherinas yra svarbi adhezijos molekulė. E-kadherinas yra transmembraninis glikoproteinas, priklausomas nuo kalcio jonų. Tai jungia epitelio ląsteles tarpusavyje ir užtikrina ląstelių poliškumą ir signalo perdavimą. Embriogenezės metu sumažėja E-kadherino aktyvumas. Tai lemia ląstelės struktūros atsipalaidavimą. Tuo pačiu metu išnyksta ir ląstelių poliškumas.

Epitelio ląstelės turi ir vadinamąją viršūninę (išorinę), ir bazinę pusę, nukreiptą į apatinį audinį. Išorinė pusė yra ant odos ir gleivinių paviršių, o bazinė pusė yra sujungta su jungiamuoju audiniu, esančiu po pagrindiniu sluoksniu. Abi pusės turi skirtingus funkcinius ir struktūrinius skirtumus ir taip užtikrina organų morfologiją. Tačiau embriogenezei reikia greitų ląstelių pokyčių ir lankstumo, kad jos galėtų greitai prisitaikyti prie augimo procesų.

Pasibaigus embriogenezei, epitelio-mezenchiminis perėjimas praranda reikšmingumą organizmui.

Ligos ir negalavimai

Epitelinis-mezenchiminis perėjimas (EMT) naudingas organizmui tik per labai trumpą embriogenezės periodą. Po audringo augimo fazės ląstelės diferencijuojasi. Tada nebereikia daug daugiapotencinių kamieninių ląstelių. Todėl šis procesas yra išjungtas.

Jei epitelio-mezenchiminis perėjimas suaktyvinamas pasibaigus embriogenezei, dažniausiai tai atsitinka dėl piktybinių navikų ligų. EMT yra atsakinga už metastazių vystymąsi sergant vėžiu. Procesas yra panašus į embriogenezės procesą. Apskritai tai yra sudėtingas procesas, pagrįstas genetiniais reguliavimo mechanizmais, kurie dar nėra visiškai suprantami. Daugelis atsakingų genų yra aktyvūs tik embriono vystymosi metu. Tada jie uždaromi. Galima priežastis atnaujinti šių genų aktyvaciją galėtų būti transkripcijos faktoriaus Sox4 sureguliavimas. Atitinkami tyrimų rezultatai buvo pristatyti Bazelio universitete. Savo ruožtu Sox4 suaktyvina daugybę kitų genų, kurie dalyvauja epitelio-mezenchiminiame perėjime.

Teigiama, kad atitinkamų genų neveiklumas yra pagrįstas jų pažeidžiamumu dėl padengimo tam tikrais baltymais (histonais). Tačiau Sox4 genas yra atsakingas už fermento, vadinamo Ezh2, susidarymą. Tai yra metiltransferazė, sukelianti atitinkamų histonų metilinimą. Kiti dalyvaujantys genai vėl tampa skaitomi ir suaktyvina epitelio-mezenchiminį perėjimą.

Genetinės medžiagos kaita įvyksta vėžiniame navike ir tokiu būdu sukelia visišką vėžio ląstelių diferenciaciją. Be epitelio-mezenchiminio perėjimo vėžys augtų tik jo atsiradimo vietoje ir neplistų. Tačiau dėl metastazių susidarymo navikas tampa ypač piktybiniu ir agresyviu. Štai kodėl mes dirbame kurdami vaistus, kurie slopina metiltransferazės Ezh2 susidarymą. Atitinkami vaistai jau buvo sukurti, tačiau jie vis dar bandomi. Metastazių susidarymo pažabojimas, viena vertus, sumažins vėžio augimo agresyvumą ir, kita vertus, atvers galimybę kur kas anksčiau gydyti anksčiau beviltiškus atvejus.