Kimerism inimestel

Erinevate genotüüpidega rakkude samaaegne esinemine kehas on kimärism. Inimestel on sellel mitut tüüpi ja esinemise põhjuseid, vaatleme seda üksikasjalikumalt.

Kreeka mütoloogias on kimäär koletis, kellel on kitse keha, lõvi pea ja kael ning mao saba. Praeguseks on teada umbes 100 inimese kimärismi juhtumit. See ei ole seotud mütoloogiaga ja põhineb spetsiifilisel geenide mutatsioonil viljastumise ja embrüo arengu ajal. Patoloogilisel seisundil on mitut tüüpi ja vormi, mis erinevad esinemise põhjuste poolest.

Bioloogilised kimäärid võivad tekkida kahe erineva rassi ristumisel. Väga sageli avaldub see erineva pigmentatsiooni jaotumisena kehal. Täieliku ühinemise korral viitab see verepatoloogiale, kui lapsel on kaks DNA ahelat. Või on samas emakas üles kasvanud kaksikutel tolerantsus teineteise veregrupi suhtes. Sarnane defekt tekib elundisiirdamise ja isegi vereülekande ajal.

[ 1 ], [ 2 ]

Põhjused kimerism inimestel

Geneetilisest vaatepunktist tekivad mutatsioonid inimesel kahe või enama rakulise ahela olemasolu tõttu, mis arenevad erinevatest sügootidest. Kimerismi põhjused on mitmekesised, kõige sagedamini on see vere segunemine. See patoloogia provotseerib karüotüübi 46,XX/46,XY ilmnemist. Defekt võib olla seotud elava ja surnud kaksiku rakkude segunemisega emaüsas või kahe sügoodi ühinemisega üheks embrüoks.

Kimerismi peamised põhjused inimestel:

• Tetragameetiline - kaks munarakku sulanduvad üheks, kuid kumbagi neist viljastavad erinevad spermatosoidid. See juhtub siis, kui moodustumise algstaadiumis üks embrüotest omastab teise. Seetõttu on ühe organismi organitel ja rakkudel erinev kromosoomide komplekt.
• Mikrokimerism – loote rakud tungivad ema vereringesse ja juurduvad tema kudedes. On teada juhtumeid, kus embrüo immuunrakud ravisid raseda naise tõsistest haigustest ja suurendasid vastupanuvõimet onkoloogilistele patoloogiatele. See protsess toimib ka vastupidiselt, st emarakud integreeruvad embrüosse läbi platsentaarbarjääri. Selle häire peamine oht on see, et laps võib emakasiseseid haigusi omandada juba emaüsas.
• Twinning on veresoonte ühinemine. Heterosügootsed kaksikute embrüod annavad oma rakkude osi üksteisele edasi. Selle tulemusel on lapsel kaks DNA ahelat.
• Pärast siirdamist – tekib vereülekande või elundisiirdamise tõttu. Keha enda rakud eksisteerivad samaaegselt doonori rakkudega. Mõnel juhul on doonori rakud siirdatud organismi täielikult integreeritud.
• Luuüdi siirdamine – protseduur ise on suunatud patsiendi keha geneetilisele transformatsioonile. Kiirituse ja ravimite abil hävitatakse patsiendi luuüdi. Selle asemele siirdatakse doonorrakud. Kui testi tulemuste kohaselt tuvastatakse doonori kimärism, on siirdamine juurdunud.

[ 3 ]

Pathogenesis

Kimerismi arengu mehhanism sõltub seda provotseerinud teguritest. Patogenees liigitatakse järgmistesse tüüpidesse:

1. Siirdamis- (iatrogeensed) kimäärid
2. Primaarne kimäärism

• Embrüonaalne
• Ebakindel

3. Teisesed mutatsioonid

• Feto-fetaalsed kimäärid ("loode - loode")
• Ema-loote mutatsioonid
• "Loote - ema" tüüpi kimäärid

Teadlastel on õnnestunud diagnoosida tetragameetiline häire ehk kahe munaraku ühinemine, mida viljastavad erinevad spermatosoidid. Selle seisundi arengu mehhanism viitab kahe DNA-ahela olemasolule ühes (ellujäänud) embrüos. Mikrokimerismi patogenees näitab lapse rakkude tungimist ema vereloomesüsteemi või ema rakkude tungimist loote organismi.

Teine defekti arengu variant on heterosügootsete kaksikute veresoonte sulandumine, kes annavad üksteisele edasi oma geneetilised andmed. Siirdamisjärgne periood toimub luuüdi, vereloomeorganite siirdamise ja vereülekande ajal. Samuti on teada laboratoorsete mutatsioonide juhtumeid (katseid viidi läbi loomade ja taimedega) vastavalt teadlaste väljatöötatud kimäriseerumismehhanismile.

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

Sümptomid kimerism inimestel

Selleks, et teha kindlaks, kas inimene on kimäär, on vaja läbi viia põhjalik geneetiline uuring. Enamasti ei ole patoloogilise seisundi ilmseid sümptomeid. Muidugi, kui mutatsioonil pole väliseid märke.

Kimäärsus tekib emakasisese arengu ajal. See tekib kahe viljastatud munaraku ühinemisel, millest üks neelab teise, samuti embrüo ja ema geneetilise teabe segunemisel või vereülekande protseduuride tüsistusena.

Kimerismi välised sümptomid inimestel ilmnevad eri rasside ristumisel. See näeb välja nagu lapse erinev silmavärv või mosaiikne nahavärv. Kuid enamasti avastatakse sümptomid põhjaliku vereanalüüsi abil, mis näitab kahe DNA-liini olemasolu.

Texase laps

Üks meditsiinile teadaolevalt sensatsioonilisemaid kimärismi juhtumeid on lugu rassidevahelisest mutatsioonist. Texase beebi – nii seda juhtumit kutsuti. Beebi parem pool oli mulatti tüdruk ja vasak pool mustanahaline poiss. See on näide tõelisest hermafroditismist, kus ühes kehas on geneetiliselt arenenud mõlema soo primaarsed ja sekundaarsed sugutunnused. Kimäärile tehti operatsioon, mille käigus anti talle meessugu, vabanedes naissoost välistunnustest. Loomulikult jäi laps geneetiliselt biseksuaalseks, omades kahte DNA ahelat.

Teine hirmuäratav kimärismi lugu räägib 11-aastasest hiina tüdrukust. Tema seljast areneb kaksikvend, kelle tüdruk endasse neelab. Sellised mutatsioonid tekivad emakasisese arengu ajal, kui kaks sügooti (tulevased kaksikud) ühinevad üheks organismiks. See tähendab, et tegelikult satuvad ühte kehasse kaks inimest, kellel on oma geenid.

[ 8 ], [ 9 ]

Esimesed märgid

Kahe DNA-ahela olemasolu ühel inimesel on kimäärsuse esimene märk. Enamasti ei avaldu mutatsioon väliste sümptomitega. Kimäärsuse tuvastamine on võimalik ainult geneetilise testimise abil.

Vaatame mõningaid kimärismi juhtumeid:

• Bostoni õpetaja vajas neerusiirdamist. Tema kolm last nõustusid doonoriteks olema, kuid geneetilised testid näitasid, et kaks neist ei olnud ema bioloogilised lapsed. Edasised testid näitasid, et õpetajal oli kaksikõde, kes oli embrüonaalse arengu käigus ellujäänud lootega sulandunud. See tähendab, et õpetaja oli kimäär, kuna tal oli kaks erinevat geenikomplekti, mis teineteist ei seganud.
• Teine kimärismi avastamise juhtum esines siirdamise ajal. Testide tulemuste kohaselt ei olnud naise bioloogilised lapsed geneetiliselt tema lapsed. Nad olid seotud ainult oma vanaemaga. Seetõttu viidi läbi juuste analüüs, mis sisaldas erinevat geneetilist materjali ja kinnitas perekondlikke sidemeid.

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

Vormid

Mutatsiooni põhjustanud tegurite kindlakstegemiseks kogub arst anamneesi ja viib läbi mitmesuguseid diagnostilisi geneetilisi teste.

Geneetiline kimärism

Raseduse alguses, st embrüo moodustumise ajal, võib esineda mitmeid mutatsioone. Geneetiline kimärism tekib siis, kui kaks viljastatud munarakku sulanduvad üheks. Iga sügoot sisaldab vanema DNA ahelat, st oma geneetilist profiili. Ühinemise ajal säilitavad rakud oma individuaalse geneetilise koostise. See tähendab, et saadud embrüo on mõlema kombinatsioon. Enamasti on selliste mutatsioonidega inimestel immuunsüsteem, mis on tolerantne kõigi kehas leiduvate geneetiliste populatsioonide suhtes.

Sisuliselt on selline inimese mutatsioon tema enda kaksik ja haruldane. Selle kindlakstegemiseks viiakse läbi põhjalik geneetiline uuring. Nii vanemad kui ka laps läbivad DNA-analüüsi. Väga sageli on sellised uuringud vajalikud laste ja vanemate vahelise bioloogilise seose loomiseks, kuna lapsel on erinev geneetiline profiil.

[ 16 ]

Tetragameetiline kimäärism

Meditsiin teab juhtumeid, kus testide käigus ei ole vanematel ja lastel geneetilist sarnasust ehk nad ei ole bioloogiliselt sugulased. Tetragameetiline kimärism tekib siis, kui kaks kaksikut ühinevad embrüonaalse arengu ajal üheks. Üks laps sureb ja ellujäänu kannab endas nii tema kui ka tema DNA-d.

Selliseid kimärismi juhtumeid saab tuvastada mitme tunnuse järgi:

• Hermafroditism
• Punaste vereliblede populatsioon
• Mosaiikne nahavärv
• Erinevad silmavärvid

Teadlased on kirjeldanud juhtumit, kus lapse geneetiline teave ei kajastunud viljastumise ajal mitte isalt, vaid tema kaksikvennalt, kes suri ja imendus emakasse. See tähendab, et geneetilisest vaatenurgast on vanem surnud kaksikvend. Selle juhtumi uurimisel leiti, et lapse ja tema isa geneetiline kood langeb kokku 10%.

Bioloogiline kimärism

Üks meditsiinile teadaolevatest salapärastest nähtustest on mitme genoomi kombinatsioon ühes kehas. Bioloogiline kimärism esineb inimestel, loomadel ja taimedel. Kui arvestada seda mutatsiooni inimestel, siis see esineb järgmistel juhtudel:

• Kahe viljastatud munaraku ühinemine üheks embrüonaalse arengu käigus.
• Elundite siirdamine, luuüdi siirdamine, vereülekanne.
• Erinevate rasside intsest.

Täielik ühinemine on võimalik, kui kaks samas emakas kasvavat loodet kasutavad sama platsentat ja taluvad teineteise verd. See tähendab, et vajadusel saab neile teha teineteise vereülekande, kuna äratõukereaktsioon on geneetilisel tasandil alla surutud. Väliselt avaldub bioloogiline mutatsioon ühe inimese erinevat värvi iiristena või mitme nahavärvi kombinatsioonina (tavaliselt mosaiikse paigutusega).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Vere kimäärism

Teine hämmastav nähtus meditsiinis on kaks veregruppi ühel inimesel. Verekimäärsus tekib geneetilise mutatsiooni tõttu emakasisese arengu ajal. Looduses on sellised veregrupid: O (I), A (II), B (III) ja AB (IV).

• A-veregrupp kannab antigeeni (mis soodustab antikehade tootmist) A ja antikehi B.
• B-veregrupp kannab B-antigeeni ja A-antikeha.
• AB-rühm sisaldab mõlemat tüüpi antigeene, kuid sellel puuduvad antikehad.
• A-rühmal on mõlemat tüüpi antikehi, kuid mitte antigeene.

Selle põhjal on A rühm ühilduv A ja O-ga, B B ja O-ga. Unikaalsed retsipientid on need, kellel on AB, kuna nende bioloogiline vedelik ühildub kõigi olemasolevate rühmadega. O-rühm toimib universaalse doonorina, kuid see ühildub ainult sama O-rühmaga.

Anatoomiakursuse põhjal on teada, et elusorganismil saab olla ainult üks neist. Kuna immuunrakud ei aktsepteeri võõrast verd, põhjustab see vereülekande ajal äratõukereaktsiooni. Erandiks sellest reeglist on verekimäärid. Sellistel inimestel on kahte erinevat tüüpi verd ja kudesid, mis toodavad mõlemat tüüpi vererakke. Sellist patoloogiat esineb nii inimestel kui ka loomadel. Kõik teadaolevad kimäärid on kaksikud. Veri jaotatakse kahe embrüo vahel, nad vahetavad verd tootvaid kudesid ja äratõukereaktsioon on maha surutud.

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

Punaste vereliblede mittetäielik kimäärism

Puuduliku erütrotsüütide kimärismi ilmnemist provotseerivad looduslikud ja kunstlikud tegurid:

• Düsügootsete kaksikute puhul tekivad looduslikud mutatsioonid vereloomerakkude vahetuse tõttu veresoonte anastomooside kaudu.
• Kunstlik kimärism tekib allogeense luuüdi siirdamise ajal ja pärast vereülekannet. See toimub doonori punaste vereliblede elimineerimise ja algse veregrupi taastamise tõttu. Elundi või luuüdi siirdamise ajal asendatakse patsiendi enda punased verelibled doonori omadega.

Mittetäielikku kimärismi iseloomustab doonori ja autoloogsete punaste vereliblede olemasolu retsipiendis. Seda tüüpi puhul on tegemist doonori punaste vereliblede ajutise ringlusega, mis on hakanud taasasustama või millele on passiivselt üle kantud luuüdi.

See patoloogiline seisund on murettekitav. See on seotud täpsustamata füüsiliste muutustega retsipiendi kehas. Lisaks võib kimärism põhjustada psühholoogilisi probleeme, kuna mitte kõik patsiendid ei ole valmis oma muutunud anatoomia ja füsioloogiaga leppima.

Transfusioonijärgne kimäärism

Transfusioloogia on teadus keha juhtimisest vere morfoloogilise koostise sihipärase mõjutamise kaudu vereülekande abil. Vereülekandejärgne kimärism tekib siis, kui kaks erinevat veregruppi segunevad, kui doonorirakud asendavad täielikult või eksisteerivad koos retsipiendi geneetilise koodiga. Seda patoloogiat võib nimetada vereülekande või siirdamise tüsistuseks.

Eristatakse järgmisi transfusioonivahendeid:

• Veri ja selle komponendid (erütrotsüüdid, leukotsüüdid, trombotsüüdid, plasma).
• Vereasendajad on meditsiinilised lahused, mida kasutatakse vere talitlushäirete korral selle normaliseerimiseks või asendamiseks.
• Luuüdi ja vereloomeorganite siirdamine.

Doonori veres leukotsüütide olemasolu tõttu võib tekkida posttransfusiooni kimärism. Kui leukotsüüdid eemaldatakse bioloogilisest vedelikust või punaste vereliblede massist, on posttransfusiooni kimärismi, alloimmuniseerimise ja muude tüsistuste oht minimaalne.

Tüsistused ja tagajärjed

Üks kimärismi ohtudest on kontrollimatud protsessid inimkehas. Kimäriseerumise tagajärjed võivad olla seotud transfusioonijärgsete protseduuride või patoloogiatega emakasisese arengu ajal.

Kimäärsus seab kahtluse alla ka DNA-testide kehtivuse ja paljud kohtuasjad. See geneetiline häire põhjustab palju probleeme isaduse tuvastamisel. Samuti on teatud protsent paare, kes on mutatsiooni tõttu viljatud.

Kahe DNA ahela olemasolu ühes organismis võib põhjustada mitmeid tüsistusi. Esiteks on see seotud füüsiliste patoloogiatega. Teadus teab mitmeid juhtumeid, kus lapsed sündisid erineva silmavärvi, marmorpigmentatsiooni või embrüonaalse arengu käigus imendunud kaksikutelt saadud lisajäsemetega.

Selle mutatsiooni teine tüsistus on see, et kui on vaja elundi siirdamist ja valitakse sugulusdoonor, ilmneb geneetiline mittevastavus. See tekitab palju küsimusi ja raskendab siirdamisprotsessi. Pärast siirdamist võivad tekkida muutused juuste struktuuris, veregrupis ja Rh-faktoris.

On teada juhtum, kus AIDSi ja lümfoomi põdevale patsiendile tehti luuüdi siirdamine. Doonor kandis mutatsiooni, mis tekitas viiruse suhtes resistentsuse. Pärast siirdamist andis retsipient selle koos luuüdiga edasi. See viis patsiendi täieliku tervenemiseni.

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

Diagnostika kimerism inimestel

Reeglina diagnoositakse kimärism DNA-analüüsi abil, st perekondlike sidemete kindlakstegemise testi abil. Selle uuringu valikut seletatakse asjaoluga, et rakulisel tasandil on defekt kahe genotüübi segu ühes organismis.

Uuringuteks kasutatakse kõrgtehnoloogilisi molekulaarseid meetodeid. Kimärismi kahtluse korral tehakse patsiendile teste, instrumentaalseid uuringuid ja kohustuslikku diferentsiaaldiagnostikat. Arst uurib perekonna ajalugu, st pärilikku eelsoodumust mutatsioonidele.

Testid

Ühe või teise meetodi kasutamine sõltub võimaliku häire tüübi kohta käiva teabe kättesaadavusest. Kahtlustatava kimärismi testid on suunatud vere ja DNA geneetilisele testimisele. Kasutatakse sõeluuringuid ja avastamislaboratoorseid meetodeid, vaatleme neid lähemalt:

1. Mutatsiooni sõeluuringut kasutatakse juhul, kui mutatsiooni olemus on teadmata, kuid perekonna ajalugu viitab geeni ümberkorralduse olemasolule.

• Makropaigutusi analüüsides DNA blot analüüsiti.
• Heterodupleksanalüüs.
• Üheahelalise DNA konformatsiooni polümorfismi analüüs.
• Kaheahelalise DNA elektroforees denatureeriva gradiendi abil.
• Denatureeriv kõrgefektiivne vedelikkromatograafia.

2. Paarimata nukleotiidide keemiline tuvastamine – mutatsiooni tuvastamine põhineb kontrollproovi denatureerimisel normaalse DNA-ga. Proovid jahutatakse, moodustades duprekse, millest mõnel on paarimata alused, mis viitavad mutatsioonile.

• RNaasi kaitse.
• Sõelumine.
• Mutatsiooni tuvastamine.

Ülalkirjeldatud analüüse kasutatakse molekulaarse DNA uuringutes erinevate geneetiliste patoloogiate, mutatsioonide, sealhulgas kimärismi korral.

Instrumentaalne diagnostika

Kimärismi kahtluse korral tehakse patsiendile terve rida erinevaid diagnostilisi protseduure. Instrumentaalne diagnostika on vajalik siseorganite ja teiste kehastruktuuride seisundi ja struktuuri uurimiseks. Kuna on teada, et kimärismi korral toodavad vereloomeorganid (luuüdi, harknääre, põrn, endokriinnäärmed jne) erinevate DNA alleelidega verd.

Patsient läbib sõeluuringud, kompuutertomograafia, magnetresonantstomograafia, ultraheli diagnostika ja muud protseduurid. Enamasti on elundisiirdamiseks või vereülekandeks vajalik detailne instrumentaalne diagnostika, kui patsient soovib tegutseda doonori või retsipiendina.

[ 33 ], [ 34 ]

Diferentseeritud diagnoos

Kimäär on kombineeritud organism, mis pärineb rohkem kui ühest sügootist. Esineb mitmeid patoloogilisi juhtumeid, millel on sarnane päritolu. Diferentsiaaldiagnostika eesmärk on nende tuvastamine.

Mõtleme, kes näeb välja nagu kimääri, aga ei ole kimääri:

1. Hübriidid

• Geneetiline.
• Somaatiline.

2. Mosaiigid

• Kromosomaalne.
• Geneetiline.
• Epigeneetiline.

3. Günandromorfid
4. Erineva raskusastmega teratogeensed toimed, mis on põhjustatud arenguprotsesside eest vastutavate geenide häirimisest.
5. Looduslikud sündmused, millega võivad kaasneda mutatsioonid

• Vabamartinid.
• Vale hermafroditism.
• Rasked kaasasündinud anomaaliad.
• Tõeline hermafroditism.
• Ovotestis.
• Anomaalne sõpruslinnade koosseis.

Diferentseerumisprotsessi käigus võetakse arvesse kõiki eespool kirjeldatud geneetilisi mutatsioone ning uuritakse patsiendi ja tema sugulaste DNA-d.

Ravi kimerism inimestel

Üks biotehnoloogia tööriistu on geenitehnoloogia. See teadus on meetodite kogum, mille eesmärk on geenide eraldamine organismist, nendega mitmesuguste manipulatsioonide tegemine, nende viimine erinevatesse organismidesse, rekombinantse DNA ja RNA saamine. Kimärismi ravi, selle uurimine ja loomine on võimalik selliste geneetiliste tehnoloogiate abil.

Geenitehnoloogia abil kontrollivad arstid kimäriseerumise protsessi. See on võimalik luuüdi siirdamise, teiste organite või vereülekannete ajal. See on omamoodi kiirituskimärismi loomine kliinilistes tingimustes.

Mis puutub väliste ilmingutega kimääride ravimisse, nagu näiteks Texase lapse puhul, kellel on mosaiikne nahavärv, erinevad silmavärvid või emakasse imendunud kaksikute lisajäsemed, siis on teraapia suunatud väliste defektide korrigeerimisele. Ravi viiakse läbi patsiendi esimestel eluaastatel. See võimaldab saavutada häid tulemusi ja minimeerida sotsialiseerumisprotsessi häireid. Sellisel juhul ei kasutata geneetilisi muutusi, st ühe DNA ahela eemaldamist.

Ärahoidmine

Inimkeha geneetiliste anomaaliate uurimine on suunatud mitmesuguste mutatsioonide ennetamisele. Looduslike tegurite põhjustatud kimärismi ennetamine on võimatu. Kuna tänapäeval puuduvad kättesaadavad ja ohutud meetodid, mis võimaldaksid jälgida embrüo arengu protsessi emaüsas.

Kuid on võimalik vältida kimärismi, mis on põhjustatud transfusioonijärgsetest protseduuridest (luuüdi siirdamine, elundi siirdamine, vereülekanne). Geenitehnoloogiat kasutavad paarid, kellel on suur risk saada geneetiliste patoloogiatega lapsi. Sel juhul implanteeritakse mutatsioonide vältimiseks embrüosse täiendavaid rakke, mis normaliseerivad tulevase lapse kromosoomikomplekti.

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

Prognoos

Kimärism inimestel on ühe organismi erinev geneetiline kood. Sellise mutatsiooni prognoos sõltub selle põhjustanud põhjusest. Kui tegemist on verekimäridega, siis ei pruugi inimene kogu elu jooksul teada, et tal on kaks DNA komplekti. See on tingitud asjaolust, et anomaalia avastamiseks on vaja spetsiaalseid uuringuid ja enamasti puuduvad seda tüüpi häirel välised tunnused. Kui kimärism on seotud kunstlike meetoditega, on selle prognoosi raske kindlaks määrata. Seega võivad luuüdi siirdamise ajal muutuda patsiendi veregrupp, Rh-faktor ja mõned doonori välimuse tunnused (silmade värv, juuksed).