Genetska himera: definicija, vrste, mikrokimerizem in primeri

Genetska himera: jasna definicija, vrste, mikrokimerizem in primeri. Raziskave, mehanizmi in klinični primeri — vse, kar morate vedeti o himerah.

Himera ali himera je en organizem (običajno žival), sestavljen iz dveh vrst genetsko različnih celic. Obe vrsti celic lahko izhajata iz ločenih oplojenih jajčec ali zigot.

Himere, ki nastanejo iz različnih oplojenih jajčec, združenih skupaj, se imenujejo dispermične himere. Kadar pa genetsko različne vrste celic izvirajo iz iste zigote, se organizem imenuje mozaik.

Dispermične himere nastanejo iz vsaj dveh oplojenih jajčec ali zgodnjih zarodkov, ki sta združena. Vsaka populacija celic ohrani svoj fenotip, nastali organizem pa je mešanica obeh fenotipov.

Mikrokimerizem je oblika himerizma, pri kateri ima gostitelj majhen nabor genetsko različnih celic. To se pogosto zgodi pri transfuziji krvi ali presaditvi, pa tudi med nosečnostjo zaradi dvosmernega pretoka celic med materjo in plodom.

Nedavno so epigenetske himere odkrili na mišjih modelih.

Kaj pomeni himera v praksi

V praksi to pomeni, da lahko en organizem vsebuje celice z različnimi genetskimi informacijami, ki so lahko razporejene po različnih tkivih. To lahko vpliva na fenotip (zunanje lastnosti), delovanje imunskega sistema in tudi na plodnost, če vključuje reproduktivno tkivo.

Glavne vrste himer

• Dispermična (tetragametična) himera: nastane z združitvijo dveh ali več oplojenih jajčec/zigot. Pogosta v primerih zapletov pri zgodnjem razvoju več zarodkov.
• Mozaik: genetske razlike nastanejo znotraj iste zigote zaradi mutacij v zgodnjih delitvah celic. Pomembno je ločiti himero od mozaika – pri himeri gre za izvor iz več zigot, pri mozaiku iz ene.
• Mikrokimerizem: prisotnost majhnega števila tujih celic v telesu, npr. po transfuziji, presaditvi ali izmenjavi celic med materjo in plodom.
• Presaditvena (iatrogena) himera: nastane po presaditvi organa ali zdravljenju s krvjo/krvnimi komponentami, ko donorjeve celice vztrajajo v prejemniku.
• Eksperimentalne in presejne himere: ustvarjene v raziskavah (npr. človeško-živalske chimere v laboratorijih) ali umetno z gensko manipulacijo.

Kako nastanejo himere

• Zlitje dveh oplojenih jajčec v zgodnjem zarodkovnem razvoju (tetragametična himera).
• Presaditev tkiv ali matičnih celic, kjer donorjeve celice kolobarijo v tkivih prejemnika.
• Med nosečnostjo: dvosmeren pretok celic med materjo in plodom lahko pusti trajne celice v obeh organizmih (mikrokimerizem).
• Spontane napake v delitvi celic ene zigote, ki povzročijo mozaik (genetsko sorodna, vendar različna populacija celic znotraj istega organizma).

Diagnoza in metode odkrivanja

• Genetsko testiranje: analiza kratkih tandemnih ponovitev (STR), sekvenciranje, primerjava haplotipov in profilov DNK v različnih tkivih.
• Citogenetika: kariotipizacija in FISH (fluorescenčna in situ hibridizacija) za iskanje kromosomskih razlik.
• Enocelične metode: enocelično sekvenciranje omogoča zanesljivo ugotavljanje heterogenosti celic znotraj tkiva.
• Klinični znaki: razlike v barvi kože, dlake, kri (npr. dvobarvne črte), nenavadne rezultate pri testih očetovstva ali presaditvenih preiskavah.

Klinični pomen in primeri

• Freemartin pri govedu: samica, ki je dvojček z samcem in deli placento, pogosto postane sterilna zaradi mešanice celic in hormonov med bratoma.
• Človeški primeri: zabeleženi so primeri žensk, ki so bile genetsko himere in so imele otroka, ki ni bil genetsko soroden eni od materinih celicnih linij – to lahko povzroči zaplete pri testih očetovstva ali pri preiskavah neplodnosti.
• Forenzične težave: prisotnost dveh različnih DNK profilov v istem posamezniku lahko zmede preiskave in identifikacijo.
• Imunske posledice: mikrokimerične celice lahko vplivajo na avtoimunske bolezni (tako kot jih lahko zaščitno vplivajo) — raziskave še preučujejo kdaj gre za škodljive in kdaj za koristne učinke.
• Presaditve: pri presaditvah kostnega mozga je cilj včasih doseči stanje mešane himere kot del tolerancije prejemnika do donorja; hkrati pa prisotnost donorjevih celic lahko vpliva na dolgoročno spremljanje pacientov.

Mikrokimerizem — bolj podrobno

Mikrokimerizem se pogosto pojavi po transfuziji krvi, transplantaciji ali v nosečnosti. Majhne količine materinih celic lahko ostanejo v otroku dolga leta in obratno — fetalne celice v materi. Te celice so lahko trajno prisotne in v nekaterih primerih sodelujejo pri regeneraciji tkiv ali vplivajo na imunski odgovor.

Raziskave kažejo, da:

• fetalne celice v materi se lahko integrirajo v poškodovana tkiva in prispevajo k celjenju;
• materine celice v otroku lahko vplivajo na tveganje za nekatere bolezni;
• mikrokimerizem lahko včasih povzroči nepričakovane rezultate pri diagnostičnih testih (npr. preskušanje DNK iz krvi).

Epigenetske himere in raziskave

Nedavno so epigenetske himere odkrili na mišjih modelih. Pri epigenetskih himerah gre za situacije, kjer so različne celice genetčno enake, a se obnašajo različno zaradi epigenetskih označb (npr. metilacije DNK, sprememb histonov). To odpira nova vprašanja o tem, kako razvojne poti in okoljski dejavniki lahko ustvarjajo trajne heterogene populacije celic znotraj istega organizma.

Zaključek in pomen za javnost

Himerizem je fascinanten pojav, ki presega preprosto definicijo. Ima pomembne posledice za veterino, medicino, forenziko in razvojno biologijo. Razumevanje razlik med himero, mozaikom in mikrokimerizmom je ključno za pravilno diagnozo in obravnavo pacientov ter za interpretacijo genetskih testov. Nadaljnje raziskave, zlasti na področju epigenetike in enoceličnih tehnologij, bodo razjasnile vlogo himerizma pri zdravju in bolezni.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je chimaera v biologiji?

V: Kako nastanejo himere?

V: Kaj so disperzijske himere?

V: Kako nastanejo dispermične himere?

V: Kako se obnašajo različne populacije celic v dispermski himeri?

V: Kaj je mikrohimerizem?

V: Kaj so epigenetske himere?

Išči po črki