Эпителиально-мезенхимальный переход

эпителиально-мезенхимальный переход, также EMT называется, относится к превращению эпителиальных клеток в мезенхимальные клетки. Эта трансформация имеет большое значение для эмбрионального развития. Однако этот процесс также играет ключевую роль в развитии метастазов в карциномах.

Что такое эпителиально-мезенхимальный переход

Эпителиально-мезенхимальный переход - это преобразование уже дифференцированных эпителиальных клеток в недифференцированные мезенхимальные стволовые клетки. Этот процесс особенно важен во время эмбрионального развития.

В ходе этой трансформации эпителиальные клетки освобождаются от своих связей и могут мигрировать в организме. При этом они проходят через базальную мембрану. Базальная мембрана отделяет эпителий, глиальные клетки и эндотелий от клеточного пространства, подобного соединительной ткани. Будучи недифференцированными мультипотентными стволовыми клетками, мигрировавшие клетки достигают всех областей развивающегося организма и могут снова дифференцироваться в клетки любого типа.

Эпителиальные клетки образуют так называемый эпителий, который является собирательным термином для железистой и покровной ткани. Мезенхима состоит из желатиновой и эмбриональной соединительной ткани, из которой развиваются кости, хрящи, гладкие мышцы, сердечные мышцы, почки, кора надпочечников, кроветворная система с кровеносными и лимфатическими сосудами, а также ретикулярная, плотная и рыхлая соединительная ткань.

Функция и задача

Эпителиально-мезенхимальный переход - важный процесс во время эмбриогенеза. За это время происходит усиленный рост, в котором участвуют все клетки тела. Эпителиальные клетки, которые уже дифференцировались, также участвуют в этих процессах роста. Однако для этого их необходимо снова превратить в мультипотентные стволовые клетки.

Самый интенсивный рост происходит в первые восемь недель беременности. Фактический процесс эмбриогенеза начинается примерно на шестой день беременности после так называемой стадии зародыша (развития клеток) и продолжается до конца восьмой недели беременности. В этой фазе эпителиально-мезенхимальный переход имеет большое значение, так как сейчас создаются все органы. Многие эпителиальные клетки здесь снова теряют свою дифференцировку и прикрепление. Они мигрируют через базальную мембрану и распределяются по телу. Там они снова ведут себя как нормальные мультипотентные стволовые клетки и подвергаются новой дифференцировке в разные типы клеток.

Конечно, они также могут снова дифференцироваться в эпителиальные клетки. Для этого сначала необходимо уменьшить клеточные контакты и отменить полярность эпителиальных клеток. Под контактом клеток понимают сцепление клеток с помощью так называемых молекул адгезии. Е-кадгерин - одна из важных молекул адгезии. Е-кадгерин - это трансмембранный гликопротеин, который зависит от ионов кальция. Он соединяет эпителиальные клетки друг с другом и обеспечивает полярность клеток и передачу сигнала. Во время эмбриогенеза активность Е-кадгерина снижается. Это приводит к разрыхлению клеточной структуры. При этом также пропадает полярность клеток.

Эпителиальные клетки имеют так называемую апикальную (внешнюю) и базальную сторону, обращенную к подлежащей ткани. Наружная сторона находится на поверхности кожи и слизистых оболочек, а базальная сторона связана с соединительной тканью, расположенной под базальной пластинкой. Обе стороны имеют разные функциональные и структурные различия и, таким образом, обеспечивают морфологию органов. Однако эмбриогенез требует быстрых изменений и гибкости клеток, чтобы иметь возможность быстро адаптироваться к процессам роста.

После окончания эмбриогенеза эпителиально-мезенхимальный переход теряет значение для организма.

Болезни и недуги

Эпителиально-мезенхимальный переход (ЭМП) приносит пользу организму только в течение очень короткого периода эмбриогенеза. После фазы бурного роста клетки дифференцируются. Тогда отпадает необходимость в большом количестве мультипотентных стволовых клеток. Поэтому этот процесс отключен.

Если эпителиально-мезенхимальный переход активируется после окончания эмбриогенеза, это обычно происходит в связи со злокачественными опухолевыми заболеваниями. ЕМТ отвечает за развитие метастазов в контексте рака. Процесс похож на эмбриогенез. В целом, это сложный процесс, основанный на генетических регуляторных механизмах, которые еще полностью не изучены. Многие ответственные гены активны только во время эмбрионального развития. После этого они отключаются. Возможной причиной новой активации этих генов может быть повышенная регуляция фактора транскрипции Sox4. Соответствующие результаты исследования были представлены в Базельском университете. В свою очередь, Sox4 активирует ряд других генов, участвующих в эпителиально-мезенхимальном переходе.

Считается, что неактивность соответствующих генов основана на их нечеткости из-за покрытия определенными белками (гистонами). Однако ген Sox4 отвечает за образование фермента Ezh2. Это метилтрансфераза, которая вызывает метилирование соответствующих гистонов. Другие вовлеченные гены снова становятся читаемыми и активируют эпителиально-мезенхимальный переход.

Изменение генетического материала происходит внутри раковой опухоли и, таким образом, является причиной полной дедифференцировки раковых клеток. Без эпителиально-мезенхимального перехода рак будет расти только в месте своего возникновения, но не распространяется. Однако образование метастазов делает опухоль особенно злокачественной и агрессивной. Поэтому мы работаем над разработкой препаратов, подавляющих образование метилтрансферазы Ezh2. Соответствующие препараты уже разработаны, но они все еще проходят испытания. Сдерживание образования метастазов, с одной стороны, снизит агрессивность опухолевого роста, а с другой стороны, откроет возможность лечить до сих пор безнадежные случаи лечебным путем.