Епітеліально-мезенхімальний перехід

The епітеліально-мезенхімальний перехід, також ЕМТ називається, відноситься до перетворення епітеліальних клітин у мезенхімальні клітини. Ця трансформація має велике значення для ембріонального розвитку. Однак цей процес також відіграє ключову роль у розвитку метастазів при карциномах.

Що таке епітеліально-мезенхімальний перехід

Епітеліально-мезенхімальний перехід - це перетворення вже диференційованих епітеліальних клітин у недиференційовані мезенхімальні стовбурові клітини. Цей процес має особливе значення під час ембріонального розвитку.

У рамках цієї трансформації епітеліальні клітини вивільняються зі своєї зв’язки і можуть мігрувати в організмі. При цьому вони проходять через базальну мембрану. Базальна мембрана відокремлює епітелій, гліальні клітини та ендотелій від клітинного простору, що нагадує сполучну тканину. Як недиференційовані багатопотужні стовбурові клітини, мігруючі клітини досягають усіх областей організму, що розвивається, і знову можуть бути диференційовані у будь-який тип клітин.

Клітини епітелію утворюють так званий епітелій, який є збірним терміном для залозистої та покривної тканини. Мезенхіма складається з желеподібної та ембріональної сполучної тканини, з якої розвиваються кістки, хрящі, гладкі м’язи, серцеві м’язи, нирки, кора надниркових залоз, кровотворна система з судинами крові та лімфи, а також ретикулярна, міцна і пухка сполучна тканина.

Функція та завдання

Епітеліально-мезенхімальний перехід є важливим процесом під час ембріогенезу. За цей час відбувається посилений ріст, в якому беруть участь усі клітини організму. У ці процеси росту також включаються епітеліальні клітини, які вже були диференційовані. Для цього, однак, їх потрібно перетворити назад у багатопотужні стовбурові клітини.

Найбільш інтенсивне зростання відбувається в перші вісім тижнів вагітності. Фактичний процес ембріогенезу починається близько шостого дня вагітності після так званої статевої стадії (розвитку клітин) і триває до кінця восьмого тижня вагітності. У цій фазі велике значення має епітеліально-мезенхімальний перехід, оскільки зараз створюються всі органи. Багато епітеліальних клітин знову втрачають тут свою диференціацію та прикріплення. Вони мігрують через базальну мембрану і розподіляються по всьому тілу. Там вони знову поводяться як нормальні багатопотужні стовбурові клітини і піддаються поновленій диференціації на різні типи клітин.

Звичайно, вони також можуть знову диференціюватися в епітеліальні клітини. Для цього спочатку клітинні контакти повинні бути зменшені, а полярність епітеліальних клітин скасована. Під клітинним контактом розуміється згуртованість клітин так званими молекулами адгезії. Е-кадгерин - одна з найважливіших молекул адгезії. Е-кадгерин - це трансмембранний глікопротеїн, який залежить від іонів кальцію. Він з'єднує епітеліальні клітини між собою та забезпечує полярність клітин та передачу сигналу. Під час ембріогенезу активність Е-кадгерину знижується. Це призводить до розслаблення структури клітин. Одночасно зникає і полярність клітин.

Клітини епітелію мають як так звану верхівкову (зовнішню), так і базальну сторону, звернену до нижньої тканини. Зовнішня сторона знаходиться на поверхні шкіри та слизових оболонок, тоді як базальна сторона з'єднана зі сполучною тканиною, розташованою під базальною пластиною. Обидві сторони мають різні функціональні та структурні відмінності і тим самим забезпечують морфологію органів. Однак ембріогенез вимагає швидких змін і гнучкості клітин, щоб мати можливість швидко адаптуватися до процесів росту.

Після закінчення ембріогенезу епітеліально-мезенхімальний перехід втрачає своє значення для організму.

Хвороби та недуги

Епітеліально-мезенхімальний перехід (ЕМТ) приносить користь організму лише за дуже короткий час ембріогенезу. Після бурхливої ​​фази росту клітини диференціюються. Тоді вже немає потреби у великій кількості багатопотужних стовбурових клітин. Тому цей процес відключений.

Якщо епітеліально-мезенхімальний перехід активізується після закінчення ембріогенезу, це зазвичай відбувається у зв’язку зі злоякісними пухлинними захворюваннями. ЕМТ відповідає за розвиток метастазів в умовах раку. Процес схожий на процес ембріогенезу. В цілому це складний процес, заснований на генетичних механізмах регулювання, які ще не повністю зрозумілі. Багато відповідальних генів активні лише під час ембріонального розвитку. Потім вони закриваються. Можливою причиною оновленої активації цих генів може бути регуляція фактора транскрипції Sox4. Відповідні результати досліджень були представлені в Базельському університеті. У свою чергу, Sox4 активує ряд інших генів, які беруть участь у епітеліально-мезенхімальному переході.

Кажуть, що бездіяльність відповідних генів ґрунтується на їх нечетливості через покриття певними білками (гістонами). Однак ген Sox4 відповідає за утворення ферменту під назвою Ezh2. Це метил-трансфераза, яка викликає метилювання відповідних гістонів. Інші залучені гени знову стають читабельними і активізують епітеліально-мезенхімальний перехід.

Зміна генетичного матеріалу відбувається всередині ракової пухлини і, таким чином, забезпечує причину повної дедиференціації ракових клітин. Без епітеліально-мезенхімального переходу рак би рос лише на місці свого виникнення і не поширювався. Однак утворення метастазів робить пухлину особливо злоякісною та агресивною. Ось чому ми працюємо над розробкою препаратів, що гальмують утворення метилтрансферази Еж2. Відповідні препарати вже розроблені, але вони все ще проходять випробування. Обмеження утворення метастазів, з одного боку, знизило б агресивність росту раку і, з іншого боку, відкрило б можливість лікувати навіть раніше безнадійні випадки з лікувальним методом.