Kimérizmus az emberben

A különböző genotípusú sejtek egyidejű jelenléte a szervezetben a kimérizmus. Emberben többféle típusa és előfordulási oka van, nézzük meg ezt részletesebben.

A görög mitológiában a kiméra egy kecsketestű, oroszlánfejű és -nyakú, valamint kígyófarkú szörnyeteg. A mai napig körülbelül 100 ismert emberi kimérizmus esete létezik. Nem kapcsolódik a mitológiához, és a fogantatás és az embriófejlődés során bekövetkező specifikus gének mutációján alapul. A kóros állapotnak több típusa és formája van, amelyek előfordulási okaiban különböznek.

Biológiai kimérák akkor fordulhatnak elő, amikor két különböző rassz kereszteződik. Ez nagyon gyakran a testen eltérő pigmentáció eloszlásában nyilvánul meg. Ha teljes fúzió történik, az vérképzőszervi patológiára utal, amikor a gyermeknek két DNS-szála van. Vagy az ugyanabban a méhben felnőtt ikrek toleranciát mutatnak egymás vércsoportjával szemben. Hasonló hiba fordul elő szervátültetés és akár vérátömlesztés során is.

[ 1 ], [ 2 ]

Okoz a kimérializmus emberben

Genetikai szempontból a mutációk két vagy több sejtszál jelenléte miatt következnek be egy személyben, amelyek különböző zigótákból fejlődnek ki. A kimérizmus okai változatosak, leggyakrabban a vér keveredése. Ez a patológia a 46,XX/46,XY kariotípus megjelenését provokálja. A hiba összefüggésben lehet egy élő és egy elhunyt ikersejt sejtjeinek keveredésével az anya méhében, vagy két zigóta egyesülésével egy embrióvá.

Az emberi kimérizmus fő okai:

• Tetragametikus - két petesejt egybeolvad, de mindegyiket más-más spermium termékenyíti meg. Ez akkor történik, amikor a fejlődés korai szakaszában az egyik embrió elnyeli a másikat. Emiatt az egyik szervezet szervei és sejtjei eltérő kromoszómakészlettel rendelkeznek.
• Mikrokimerizmus – a magzati sejtek behatolnak az anya véráramába és meggyökeresednek a szöveteiben. Ismertek olyan esetek, amikor az embrió immunsejtjei meggyógyították a terhes nőt súlyos betegségekből, és fokozták az onkológiai patológiákkal szembeni ellenálló képességet. Ez a folyamat fordított irányban is működik, azaz az anyai sejtek a méhlepényen keresztül beépülnek az embrióba. A rendellenesség fő veszélye, hogy a baba még az anyaméhben elkaphat anyai betegségeket.
• Az ikerszövetképződés a vérerek összeolvadását jelenti. A heterozigóta ikerembriók sejtjeinek részeit átadják egymásnak. Ennek eredményeként a gyermeknek két DNS-szála lesz.
• Transzplantáció utáni állapot – vérátömlesztés vagy szervátültetés miatt következik be. A szervezet saját sejtjei egyidejűleg léteznek a donor sejtjeivel. Bizonyos esetekben a donor sejtjei teljesen beépülnek az átültetett szervezetbe.
• Csontvelő-átültetés – maga az eljárás a beteg testének genetikai átalakítására irányul. Sugárzás és gyógyszerek segítségével a beteg csontvelőjét elpusztítják. Helyére donorsejteket ültetnek be. Ha a vizsgálati eredmények szerint donor kimérizmust észlelnek, a transzplantáció meggyökeresedett.

[ 3 ]

Pathogenezis

A kimérizmus kialakulásának mechanizmusa az azt kiváltó tényezőktől függ. A patogenezist a következő típusokra osztják:

1. Transzplantációs (iatrogén) kimérák
2. Elsődleges kimérizmus

• Embrionális
• Bizonytalan

3. Másodlagos mutációk

• Magzati-magzati kimérák ("magzat - magzat")
• Anya-magzat mutációk
• A "magzat-anya" típusú kimérák

A tudósoknak sikerült diagnosztizálniuk egy tetragametikus rendellenességet, azaz két, különböző spermiumok által megtermékenyített petesejt összeolvadását. Ennek az állapotnak a kialakulásának mechanizmusa két DNS-szál jelenlétét jelzi egy (túlélő) embrióban. A mikrokimerizmus patogenezise a baba sejtjeinek az anya vérképző rendszerébe, vagy az anya sejtjeinek a magzat szervezetébe való behatolását jelzi.

A rendellenesség kialakulásának egy másik változata a heterozigóta ikrek ereinek összeolvadása, akik genetikai adataikat egymásnak adják át. A transzplantáció utáni állapot csontvelő-, vérképző szervek átültetése és vérátömlesztés során következik be. Ismertek laboratóriumi mutációk esetei is (kísérleteket végeztek állatokon és növényeken) a tudósok által kifejlesztett kimerizációs mechanizmus szerint.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Tünetek a kimérializmus emberben

Annak megállapításához, hogy egy személy kiméra-e, átfogó genetikai vizsgálatra van szükség. A legtöbb esetben nincsenek nyilvánvaló tünetei a kóros állapotnak. Természetesen, ha a mutációnak nincsenek külső jelei.

A kimerizmus a méhen belüli fejlődés során fordul elő. Akkor fordul elő, amikor két megtermékenyített petesejt egyesül, amelyek közül az egyik elnyeli a másikat, valamint amikor az embrió és az anya genetikai információi keverednek, vagy transzfúziós eljárások szövődményeként.

Az emberi kimérizmus külső tünetei akkor jelentkeznek, amikor különböző rasszok kereszteződnek. Ez például a gyermekeknél eltérő szemszínként vagy mozaikos bőrszínként jelenik meg. A legtöbb esetben azonban a tüneteket átfogó vérvizsgálattal lehet kimutatni, amely két DNS-vonal jelenlétét mutatja.

Texasi gyerek

Az orvostudomány által ismert egyik legszenzációsabb kimérizmus eset egy fajok közötti mutáció története. A texasi baba – így hívták ezt az esetet. A baba jobb fele egy mulatt lány, a bal fele pedig egy fekete fiú volt. Ez a valódi hermafroditizmus példája, ahol genetikailag kifejlesztették mindkét nem elsődleges és másodlagos nemi jellemzőit egy testben. A kiméra műtéten esett át, amelynek során férfi nemet kapott, megszabadulva a női külső jellemzőktől. Természetesen genetikailag a gyermek biszexuális maradt két DNS-szállal.

Egy másik rémisztő kimérizmustörténet egy 11 éves kínai lányról szól. Egy ikertestvér fejlődik ki a hátából, akit a lány elnyel. Az ilyen mutációk a méhen belüli fejlődés során fordulnak elő, amikor két zigóta (leendő ikerpár) egyesül egyetlen szervezetté. Vagyis valójában két, saját génkészlettel rendelkező ember kerül egy testbe.

[ 8 ], [ 9 ]

Első jelek

Két DNS-szál jelenléte egy személyben a kimérizmus első jele. A legtöbb esetben a mutáció nem jelentkezik külső tünetekkel. Csak genetikai vizsgálattal lehet megállapítani, hogy egy személy kiméra-e.

Nézzünk néhány esetet a kimérizmusra:

• Egy bostoni tanárnőnek veseátültetésre volt szüksége. Három gyermeke beleegyezett, hogy donor legyen, de a genetikai vizsgálatok kimutatták, hogy kettő közülük nem az anyjuk biológiai gyermeke. További vizsgálatok kimutatták, hogy a tanárnőnek van egy ikertestvére, aki az embrionális fejlődés során egyesült a túlélő magzattal. Vagyis a tanárnő kiméra volt, mivel két különböző génkészlettel rendelkezett, amelyek nem zavarták egymást.
• Egy másik kimérizmus-észlelési eset is előfordult transzplantáció során. A tesztek eredményei szerint a nő biológiai gyermekei genetikailag nem az ő gyermekei voltak. Csak a nagymamájukkal álltak rokonságban. Ezért elvégezték a haj elemzését, amely különböző genetikai anyagokat tartalmazott, és megerősítették a családi kapcsolatokat.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Forms

A mutáció okának megállapításához az orvos anamnézist gyűjt, és különféle diagnosztikai genetikai vizsgálatokat végez.

Genetikai kimérizmus

A terhesség korai szakaszában, azaz az embrió kialakulása során számos mutáció fordulhat elő. Genetikai kimérizmus akkor fordul elő, amikor két megtermékenyített petesejt egyesül eggyé. Minden zigóta tartalmaz egy szülői DNS-szálat, azaz saját genetikai profilt. Az egyesülés során a sejtek megőrzik egyedi genetikai felépítésüket. Vagyis a létrejövő embrió mindkettő kombinációja. A legtöbb esetben az ilyen mutációval rendelkező emberek immunrendszere toleráns a szervezetben található összes genetikai populációval szemben.

Lényegében egy ilyen emberi mutáció a saját ikertestvére, és ritka. Meghatározásához átfogó genetikai vizsgálatot végeznek. Mind a szülő, mind a gyermek DNS-elemzésen esik át. Nagyon gyakran ilyen vizsgálatokra van szükség a gyermekek és a szülők közötti biológiai kapcsolat megállapításához, mivel a gyermeknek eltérő genetikai profilja van.

[ 16 ]

Tetragametikus kimérizmus

Az orvostudomány ismer olyan eseteket, amikor a vizsgálatok során a szülők és a gyermekek között nincs genetikai hasonlóság, azaz biológiailag nem állnak rokonságban. A tetragametikus kimérizmus akkor fordul elő, amikor két ikerpár az embrionális fejlődés során egyesül eggyé. Az egyik gyermek meghal, a túlélő pedig a saját és a nő DNS-ét hordozza.

Az ilyen kimérizmus eseteit több jel alapján lehet azonosítani:

• Hermafroditizmus
• Vörösvérsejt-populáció
• Mozaikos bőrszíneződés
• Különböző szemszínek

A tudósok leírtak egy esetet, amikor a fogantatás során a gyermek genetikai információja nem az apától, hanem az anyaméhben meghalt és felszívódott ikertestvérétől öröklődött. Vagyis genetikai szempontból a szülő az elhunyt ikertestvér. Az eset tanulmányozása során kiderült, hogy a gyermek és az apja genetikai kódja 10%-ban egyezik.

Biológiai kimérizmus

Az orvostudomány által ismert egyik titokzatos jelenség több genom kombinációja egyetlen szervezetben. A biológiai kimérizmus emberekben, állatokban és növényekben is előfordul. Ha ezt a mutációt emberekben vesszük figyelembe, a következő esetekben fordul elő:

• Két megtermékenyített petesejt egyesülése egy petesejtté az embrionális fejlődés során.
• Szervátültetés, csontvelő-átültetés, vérátömlesztés.
• Különböző rasszok vérfertőzése.

Teljes fúzió akkor lehetséges, ha két, ugyanabban a méhben növekvő magzat ugyanazt a méhlepényt használja, és toleranciát mutat egymás vérével szemben. Azaz, ha szükséges, egymás vérátömlesztését is kaphatják, mivel a kilökődési reakció genetikai szinten elnyomott. Külsőleg a biológiai mutáció különböző színű íriszek formájában jelentkezik egy személynél, vagy több bőrszín kombinációjában (általában mozaikos elrendeződéssel).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Vérkimérizmus

Egy másik lenyűgöző jelenség az orvostudományban a két vércsoport egy személyben. A vérkimérizmus a méhen belüli fejlődés során bekövetkező genetikai mutáció miatt alakul ki. A természetben ilyen vércsoportok léteznek: O (I), A (II), B (III) és AB (IV).

• Az A vércsoport hordozza az A és a B antitesteket (ez antitestek termelésére ösztönzi a szervezetet).
• A B vércsoport hordozza a B antigént és az A antitestet.
• Az AB csoport mindkét típusú antigént tartalmazza, de nincsenek antitestjei.
• Az A csoportban mindkét típusú antitest megtalálható, de antigének nem.

Ennek alapján az A csoport kompatibilis az A-val és O-val, a B pedig a B-vel és O-val. Az AB csoporttal rendelkezők egyedi recipiensek, mivel biológiai folyadékuk kompatibilis az összes létező csoporttal. Az O csoport univerzális donorként működik, de csak az ugyanazon O csoporttal kompatibilis.

Az anatómia tantárgy alapján ismert, hogy egy élő szervezetnek csak eggyel rendelkezhet ezek közül. Mivel az immunsejtek nem fogadnak be idegen vért, kilökődési reakciót válthatnak ki transzfúzió során. Kivételt képeznek ez alól a vérkimérák. Az ilyen embereknek két különböző típusú vérük és szöveteik vannak, amelyek mindkét típusú vérsejteket termelik. Ez a patológia mind embereknél, mind állatoknál előfordul. Minden ismert kiméra ikrek. A vér két embrió között oszlik meg, azok kicserélik a vért termelő szöveteket, és a kilökődési reakció elnyomódik.

[ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ], [ 25 ], [ 26 ]

Hiányos vörösvérsejt-kimérizmus

Vannak természetes és mesterséges tényezők, amelyek a hiányos eritrocita-kimérizmus megjelenését provokálják:

• Dizigóta ikreknél természetes mutációk következnek be a vérképző sejtek vaszkuláris anasztomózisokon keresztüli cseréje miatt.
• Mesterséges kimérizmus allogén csontvelő-transzplantáció során és vérátömlesztés után fordul elő. Ez a donor vörösvértestek eltávolításának és az eredeti vércsoporthoz való visszatérésnek köszönhető. Szerv- vagy csontvelő-átültetés során a beteg saját vörösvérsejtjeit donor vörösvértestekkel helyettesítik.

A hiányos kimérizmust a donor és az autológ vörösvértestek jelenléte jellemzi a recipiensben. Ez a típus a donor vörösvértestek átmeneti keringését jelenti, amelyek elkezdtek újra benépesülni, vagy passzívan csontvelőt transzfúzióval kezeltek.

Ez a kóros állapot riasztó. A recipiens testében bekövetkező, meghatározatlan fizikai változásokkal jár. Ezenkívül a kimérizmus pszichológiai problémákat is okozhat, mivel nem minden beteg hajlandó elfogadni megváltozott anatómiáját és fiziológiáját.

Transzfúzió utáni kimérizmus

A transzfuziológia a test kezelésének tudománya a vér morfológiai összetételére gyakorolt célzott hatás révén transzfúzió révén. A transzfúzió utáni kimérizmus akkor fordul elő, amikor két különböző vércsoport keveredik, amikor a donorsejtek teljesen helyettesítik vagy együtt léteznek a recipiens genetikai kódjával. Ez a patológia a transzfúzió vagy a transzplantáció szövődményének is nevezhető.

A következő transzfúziós ágenseket különböztetjük meg:

• Vér és alkotóelemei (eritrociták, leukociták, vérlemezkék, plazma).
• A vérpótlók olyan gyógyászati oldatok, amelyeket vérképzőszervi problémák esetén alkalmaznak annak normalizálására vagy pótlására.
• Csontvelő- és vérképző szervátültetés.

A vérben található leukociták miatt transzfúzió utáni kimérizmus alakulhat ki. Ha a leukocitákat eltávolítják a biológiai folyadékból vagy a vörösvérsejt-tömegből, a transzfúzió utáni kimérizmus, az alloimmunizáció és egyéb szövődmények kockázata minimális.

Komplikációk és következmények

A kimerizmus egyik veszélye az emberi szervezetben zajló ellenőrizetlen folyamatok. A kimerizáció következményei összefüggésben lehetnek a transzfúzió utáni eljárásokkal vagy a méhen belüli fejlődés során fellépő patológiákkal.

A kimerizmus a DNS-tesztek érvényességét is megkérdőjelezi, és számos bírósági ügy is született. A genetikai rendellenesség számos problémát okoz az apaság megállapításában. A párok egy bizonyos százaléka a mutáció miatt meddővé válik.

Két DNS-szál jelenléte egy szervezetben számos szövődményt okozhat. Először is, ez fizikai patológiákkal kapcsolatos. A tudomány számos olyan esetet ismer, amikor a gyermekek eltérő szemszínnel, márvány pigmentációval vagy az embrionális fejlődés során felszívódott ikrek plusz végtagjaival születtek.

Ennek a mutációnak egy másik szövődménye, hogy amikor szervátültetésre van szükség, és rokon donort választanak ki, genetikai eltérés derül ki. Ez számos kérdést vet fel, és bonyolítja a transzplantációs folyamatot. A transzplantáció után változások léphetnek fel a hajszerkezetben, a vércsoportban és az Rh-faktorban.

Ismert egy eset, amikor egy AIDS-ben és limfómában szenvedő beteg csontvelő-átültetésen esett át. A donor egy olyan mutáció hordozója volt, amely rezisztenciát biztosított a vírussal szemben. A transzplantáció után a recipiens a csontvelővel együtt továbbadta a vírust is. Ez a beteg teljes gyógyulásához vezetett.

[ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ], [ 31 ], [ 32 ]

Diagnostics a kimérializmus emberben

A kimérizmust általában DNS-analízissel diagnosztizálják, azaz a családi kapcsolatok meghatározására szolgáló teszttel. A vizsgálat kiválasztását az magyarázza, hogy sejtes szinten a hiba két genotípus keveréke egy szervezetben.

A vizsgálathoz csúcstechnológiás molekuláris módszereket alkalmaznak. Kimérizmus gyanúja esetén a beteg számos vizsgálaton, instrumentális és kötelező differenciáldiagnózison esik át. Az orvos megismeri a családi kórtörténetet, azaz az örökletes mutációkra való hajlamot.

Tesztek

Az egyik vagy másik módszer alkalmazása a rendellenesség lehetséges típusával kapcsolatos információk elérhetőségétől függ. A feltételezett kimérizmus vizsgálatai a vér és a DNS genetikai vizsgálatára irányulnak. Szűrő és kimutató laboratóriumi módszereket alkalmaznak, nézzük meg őket:

1. Mutáció szűrést akkor alkalmaznak, ha a mutáció jellege ismeretlen, de a családi kórtörténet génátrendeződés jelenlétére utal.

• Makroátrendeződések elemzése DNS-blottal.
• Heteroduplex analízis.
• Egyszálú DNS konformációs polimorfizmus elemzése.
• Kétszálú DNS elektroforézise denaturáló gradiensben.
• Denaturáló nagy teljesítményű folyadékkromatográfia.

2. Párosítatlan nukleotidok kémiai kimutatása - a mutáció kimutatása egy kontrollminta normál DNS-sel történő denaturálásán alapul. A mintákat lehűtik, duprexeket képezve, amelyek közül néhány párosítatlan bázisokat tartalmaz, ami mutációra utal.

• RNáz védelem.
• Szűrés.
• Mutáció detektálása.

A fent leírt elemzéseket molekuláris DNS-kutatásban alkalmazzák különféle genetikai patológiák, mutációk, beleértve a kimérizmust is, kimutatására.

Műszeres diagnosztika

Kimérizmus gyanúja esetén a beteg számos különböző diagnosztikai eljáráson esik át. Instrumentális diagnosztika szükséges a belső szervek és a test egyéb struktúráinak állapotának és szerkezetének vizsgálatához. Mivel ismert, hogy kimérizmus esetén a vérképző szervek (csontvelő, csecsemőmirigy, lép, endokrin mirigyek stb.) különböző DNS-allélokat tartalmazó vért termelnek.

A beteg szűrővizsgálatokon, CT-, MRI-, ultrahang-diagnosztikán és egyéb eljárásokon esik át. A legtöbb esetben részletes műszeres diagnosztika szükséges szervátültetéshez vagy vérátömlesztéshez, amikor a beteg donorként vagy recipiensként kíván eljárni.

[ 33 ], [ 34 ]

Megkülönböztető diagnózis

A kiméra egy több zigótából származó kombinált élőlény. Számos hasonló eredetű kóros eset létezik. A differenciáldiagnózis célja ezek azonosítása.

Gondoljuk át, ki néz ki kimérának, de mégsem az:

1. Hibridek

• Genetikai.
• Szomatikus.

2. Mozaikok

• Kromoszómális.
• Genetikai.
• Epigenetikus.

3. Gynandromorfok
4. A fejlődési folyamatokért felelős gének zavara által okozott, változó súlyosságú teratogén hatások.
5. Természetes események, amelyeket mutációk kísérhetnek

• Freemartins.
• Hamis hermafroditizmus.
• Súlyos veleszületett rendellenességek.
• Igazi hermafroditizmus.
• Ovotestis.
• Anomális ikrekkapcsolat.

A differenciálódási folyamat során az összes fent leírt genetikai mutációt figyelembe veszik, és megvizsgálják a beteg és rokonai DNS-ét.

Kezelés a kimérializmus emberben

A biotechnológia egyik eszköze a géntechnológia. Ez a tudomány olyan módszerek összessége, amelyek célja a gének izolálása egy szervezetből, különféle manipulációk elvégzése velük, bejuttatásuk különböző szervezetekbe, rekombináns DNS és RNS kinyerése. A kimérizmus kezelése, tanulmányozása és létrehozása ilyen genetikai technológiák segítségével lehetséges.

Géntechnológia segítségével az orvosok irányítják a kimerizáció folyamatát. Ez csontvelő-átültetés, más szervek vagy vérátömlesztés során lehetséges. Ez a sugárzási kimerizmus egyfajta létrehozása klinikai körülmények között.

Ami a külső tünetekkel járó kimérák kezelését illeti, mint például a texasi gyermek esetében, akinél mozaikos bőrszín, eltérő szemszín vagy az anyaméhben felszívódott ikrek további végtagjai vannak, a terápia célja a külső hibák korrekciója. A kezelést a beteg életének első éveiben végzik. Ez lehetővé teszi a jó eredmények elérését és a szocializációs folyamat zavarainak minimalizálását. Ebben az esetben nem alkalmaznak genetikai változtatásokat, azaz az egyik DNS-szál eltávolítását.

Megelőzés

Az emberi szervezetben előforduló genetikai rendellenességek vizsgálata a különféle mutációk megelőzésére irányul. A természetes tényezők okozta kimérizmus megelőzése lehetetlen. Mivel ma nincsenek olyan hozzáférhető és biztonságos módszerek, amelyek lehetővé teszik az embriófejlődés folyamatának nyomon követését az anyaméhben.

De lehetséges megelőzni a transzfúzió utáni eljárások (csontvelő-átültetés, szervátültetés, vérátömlesztés) által okozott kimérizmust. A géntechnológiát olyan párok alkalmazzák, akiknél nagy a kockázata annak, hogy genetikai patológiákkal rendelkező gyermekek születnek. Ebben az esetben a mutációk megelőzése érdekében további sejteket ültetnek be az embrióba, normalizálva a születendő gyermek kromoszómakészletét.

[ 35 ], [ 36 ], [ 37 ], [ 38 ], [ 39 ], [ 40 ], [ 41 ]

Előrejelzés

Az emberi kimerizmus egy szervezetben eltérő genetikai kódot jelent. Egy ilyen mutáció prognózisa attól függ, hogy mi okozta. Ha vérkimérákról van szó, akkor az ember élete során soha nem tudhatja meg, hogy két DNS-készlete van. Ez annak köszönhető, hogy speciális vizsgálatokra van szükség az anomália kimutatásához, és a legtöbb esetben az ilyen típusú rendellenességnek nincsenek külső jelei. Ha a kimerizáció mesterséges módszerekkel jár, akkor a prognózisa nehéz meghatározni. Így csontvelő-transzplantáció során megváltozhat a beteg vércsoportja, Rh-faktora és a donor megjelenésének néhány jellemzője (szemszín, haj).