Kas ir ģenētiskā himēra? Definīcija un veidi

Uzzini, kas ir ģenētiskā himēra — definīcija, dispermiskas himēras, mozaīka, mikrohimerisms; veidi, cēloņi un piemēri.

Himēra jeb himēra ir viens organisms (parasti dzīvnieks), kas sastāv no divu vai vairāk veidu ģenētiski atšķirīgām šūnām. Abu veidu šūnas var būt iegūtas no atsevišķām apaugļotām olšūnām vai no atsevišķām zigotām. Šāda ģenētiskā daudzveidība vienā ķermenī rada īpašu bioloģisku stāvokli ar dažādiem klīniskajiem un pētnieciskajiem aspektiem.

Definīcija un svarīgākā atšķirība no mozaīkas

Ja ģenētiski atšķirīgi šūnu tipi rodas no viena un tā paša zigota (piemēram, mutācijas agrīnā embrija stadijā), organismu parasti sauc par mozaīku. Savukārt, ja atšķirīgas šūnu līnijas rodas no dažādām zigotām (piemēram, divām vai vairāk apaugļotām olām), runā par himēru. Tātad galvenā atšķirība ir šūnu izcelsme: mozaika — no vienas zigotas; himēra — no vairākām zigotām.

Kādi ir himēru veidi?

• Dispermiskās (tetragamētiskās) himēras — veidojas, ja saplūst divas vai vairāk apaugļotas olas vai agrīni embriji; katra līnija var saglabāt atšķirīgu fenotipu.
• Tetragamētiskā himērismā var būt dažādas ķermeņa daļas ar atšķirīgām DNS, kas var ietekmēt ādu, asinsgrupu vai reproduktīvo orgānu izskatu.
• Mikrohimerisms — neliela donoru šūnu populācija saimniekā (bieži pēc asins pārliešanas, transplantācijas vai grūtniecības laikā).
• Epigenētiskās himēras — pētnieku aprakstītas pēdējos pētījumos, piemēram, epigenētiskās himēras peļu modeļos, kur ģenētiskā sekvence var būt tā pati, bet atšķirības rodas epigenētiskā regulācijā.

Kā himēras veidojas?

• Embrioloģiska saplūšana — divu apaugļotu olu vai embriju saplūšana agrīnās attīstības stadijās (tetragamētisms).
• Transfūzijas vai transplantācijas gadījumi — donoru šūnas var pastāvīgi saglabāties saimniekā (mikrohimerisms).
• Maternāli–fetusāla apmaiņa — grūtniecības laikā notiek divvirzienu šūnu apmaiņa starp māti un augli, kas var izraisīt mikrohimerismu.
• Eksperimentāla inducēšana laboratorijā — radītas hibrīdas formas, piemēram, dzīvnieku himēras pētniecībā (humanizētie peles modeļi, starpsugu himēras orgānu audzēšanai u. c.).

Mikrohimerisms — īpašības un nozīme

Mikrohimerisms nozīmē, ka saimniekā pastāv neliels skaits ģenētiski atšķirīgu šūnu. Tas bieži notiek pēc asins pārliešanas vai transplantācijas, un arī grūtniecības laikā, jo notiek divvirzienu šūnu aprite starp māti un augli. Šīs šūnas var saglabāties gadiem un dažkārt tām piemīt funkcijas imūnsistēmas modulācijā vai audu atjaunošanā.

Kliniskā nozīme un diagnosticēšana

Himērisms var izpausties dažādi, atkarībā no tā, kurās audu līnijās atšķirības pastāv:

• Asinsgrupu atšķirības vienā indivīdā (piem., dažādu leikocītu un sarkano šūnu genotips).
• Ķermeņa daļu fenotipiskas atšķirības — ādas krāsa, pigmentācija, vai reproduktīvo orgānu attīstība (retos gadījumos var radīt interseksuālas iezīmes).
• Neizskaidrojamas rezultātu atšķirības DNS analīzēs — var radīt problēmas forensikā, paternitātes testos un klīniskajos ģenētiskajos izmeklējumos.

Noteikšana un izpēte:

• DNS profili (STR analīze), SNP mikroshēmas, kariotips un citas ģenētiskās analīzes var atklāt vairākas ģenētiskās līnijas vienā organismā.
• Amniocentēze vai horiona villus paraugi grūtniecības laikā var atklāt prenatālu himērismu, bet rezultāti jāinterpretē uzmanīgi, jo var būt jaukta izcelsme.

Mediķu un pētnieku interesējošie aspekti

• Himērisms var radīt sarežģījumus transplantoloģijā — donora šūnas var tikt identificētas kā saimnieka, ietekmējot imūnatsaucību.
• Mikrohimerisms saistīts ar pētījumiem par autoimūnām slimībām (piem., sklerodermiju), taču cēloņsakarība nav pilnībā pierādīta.
• Forensiskajā praksē himērisms var izraisīt negaidītus DNS testu rezultātus; nepieciešama uzmanība, ja paraugi no dažādām audiem rāda atšķirīgas DNS ziņas.

Pētniecība, inovatīvas pieejas un ētika

Pētnieki izmanto himēru modeļus, lai saprastu attīstības bioloģiju, orgānu attīstību un imūnoloģiju (piem., humanizētas peles, kur cilvēka šūnas audzē peles audos). Šādas pieejas sola jaunas iespējas orgānu audzēšanai vai slimību modelēšanai, taču tās rada arī ētiskas dilemmas, īpaši, ja runa ir par starpsugu himērām vai cilvēka šūnu ievadīšanu dzīvniekos.

Kopsavilkums

Himēra ir organisms, kurā eksistē vairākas ģenētiski atšķirīgas šūnu populācijas. Tās var rasties dabīgi (embrioloģiskā saplūšana), medicīnisku iejaukšanos rezultātā (transfūzijas, transplantācijas) vai eksperimentāli. Himēras var būt svarīgas gan klīniskajā praksē (diagnostika, transplantācijas jautājumi, forensika), gan medicīnas pētniecībā, taču tās arī izvirza sarežģītus bioloģiskus un ētiskus jautājumus. Nesenie atklājumi, tostarp epigenētiskās himēras peļu modeļos, papildina izpratni par šo fenomenu un liecina par daudzveidīgām attīstības un regulācijas iespējām dzīvās sistēmās.

Jautājumi un atbildes

J: Kas bioloģijā ir himēra?

J: Kā rodas himēras?

J: Kas ir dispermiskās himēras?

J: Kā veidojas dispermiskās himēras?

J: Kā uzvedas dažādas dispermiskās himēras šūnu populācijas?

J: Kas ir mikrohimerisms?

J: Kas ir epiģenētiskās himēras?

Meklēt pēc burta