Himerizam kod ljudi

Istovremena prisutnost stanica različitih genotipova u tijelu je himerizam. Kod ljudi ima nekoliko vrsta i uzroka nastanka, razmotrimo to detaljnije.

U grčkoj mitologiji, himera je čudovište s tijelom koze, glavom i vratom lava te zmijskim repom. Do danas je poznato oko 100 slučajeva ljudskog himerizma. Nije povezan s mitologijom i temelji se na specifičnoj mutaciji gena tijekom začeća i razvoja embrija. Patološko stanje ima nekoliko vrsta i oblika, koji se razlikuju u uzrocima nastanka.

Biološke himere mogu se pojaviti kada se dvije različite rase križaju. Vrlo često se to manifestira kao raspodjela različite pigmentacije po tijelu. Ako dođe do potpunog spajanja, to ukazuje na krvnu patologiju, kada dijete ima dva lanca DNK. Ili blizanci koji su odrasli u istoj maternici imaju toleranciju na međusobnu krvnu grupu. Sličan defekt javlja se tijekom transplantacije organa, pa čak i transfuzije krvi.

[ 1 ], [ 2 ]

Uzroci himerizma kod ljudi

S genetskog gledišta, mutacije nastaju zbog prisutnosti dvaju ili više staničnih lanaca u osobi, koje se razvijaju iz različitih zigota. Uzroci himerizma su raznoliki, najčešće je riječ o miješanju krvi. Ova patologija izaziva pojavu kariotipa 46,XX/46,XY. Defekt može biti povezan s miješanjem stanica živog i preminulog blizanca u majčinoj utrobi ili spajanjem dvaju zigota u jedan embrij.

Glavni uzroci himerizma kod ljudi:

• Tetragametski - dva jajašca se spajaju u jedno, ali svako od njih oplođuju različiti spermiji. To se događa kada u ranim fazama formiranja jedan od embrija apsorbira drugi. Zbog toga organi i stanice jednog organizma imaju različit skup kromosoma.
• Mikrokimerizam – fetalne stanice prodiru u majčin krvotok i ukorijenjuju se u njezinim tkivima. Poznati su slučajevi kada su imunološke stanice embrija izliječile trudnicu od ozbiljnih bolesti i povećale otpornost na onkološke patologije. Ovaj proces djeluje i obrnuto, odnosno majčine stanice se integriraju u embrij kroz placentalnu barijeru. Glavna opasnost poremećaja je da dijete može dobiti majčine bolesti dok je još u maternici.
• Blizanci su spajanje krvnih žila. Heterozigotni embriji blizanaca prenose dijelove svojih stanica jedan drugome. To rezultira time da dijete ima dva lanca DNK.
• Nakon transplantacije – javlja se zbog transfuzije krvi ili transplantacije organa. Vlastite stanice tijela koegzistiraju istovremeno sa stanicama donora. U nekim slučajevima, stanice donora su potpuno integrirane u transplantirani organizam.
• Transplantacija koštane srži – sam postupak usmjeren je na genetsku transformaciju pacijentovog tijela. Korištenjem zračenja i lijekova, pacijentova koštana srž se ubija. Na njezino mjesto uvode se donorske stanice. Ako se prema rezultatima testa otkrije donorski himerizam, transplantat je pustio korijenje.

[ 3 ]

Patogeneza

Mehanizam razvoja kimerizma ovisi o čimbenicima koji su ga izazvali. Patogeneza se klasificira u sljedeće tipove:

1. Transplantacijske (jatrogene) himere
2. Primarni himerizam

• Embrionalni
• Neizvjesno

3. Sekundarne mutacije

• Feto-fetalne himere ("fetus - fetus")
• Mutacije majke i fetusa
• Himere tipa "fetus - majka"

Znanstvenici su uspjeli dijagnosticirati tetragametski poremećaj, tj. spajanje dvaju jajašca oplođenih različitim spermatozoidima. Mehanizam razvoja ovog stanja ukazuje na prisutnost dvaju lanaca DNA u jednom (preživjelom) embriju. Patogeneza mikrokimerizma ukazuje na prodiranje stanica bebe u hematopoetski sustav majke ili stanica majke u tijelo fetusa.

Druga varijanta razvoja defekta je fuzija krvnih žila heterozigotnih blizanaca koji međusobno prenose svoje genetske podatke. Posttransplantacija se događa tijekom transplantacije koštane srži, hematopoetskih organa i tijekom transfuzije krvi. Poznati su i slučajevi laboratorijskih mutacija (eksperimenti su provedeni na životinjama i biljkama) prema mehanizmu kimerizacije koji su razvili znanstvenici.

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

Simptomi himerizma kod ljudi

Kako bi se utvrdilo je li osoba himera, potrebno je provesti sveobuhvatan genetski pregled. U većini slučajeva nema očitih simptoma patološkog stanja. Naravno, ako mutacija nema vanjskih znakova.

Himerizam se javlja tijekom intrauterinog razvoja. Nastaje kada se dva oplođena jajašca spoje, od kojih jedno apsorbira drugo, kao i kada se genetske informacije embrija i majke pomiješaju ili kao komplikacija transfuzijskih postupaka.

Vanjski simptomi himerizma kod ljudi pojavljuju se kada se različite rase križaju. To izgleda kao različite boje očiju kod djeteta ili mozaična boja kože. Ali u većini slučajeva, simptomi se otkrivaju sveobuhvatnim krvnim testom, koji ukazuje na prisutnost dvije DNK linije.

Teksaški klinac

Jedan od najsenzacionalnijih slučajeva himerizma poznatih medicini je priča o međurasnoj mutaciji. Teksaška beba - tako je nazvan ovaj incident. Desna polovica bebe bila je mulatkinja, a lijeva polovica crni dječak. Ovo je primjer pravog hermafroditizma s genetski razvijenim primarnim i sekundarnim spolnim karakteristikama oba spola u jednom tijelu. Himera je podvrgnuta operaciji, dajući mu muški spol, a riješivši se ženskih vanjskih karakteristika. Naravno, genetski je dijete ostalo biseksualno s dva lanca DNK.

Još jedna zastrašujuća priča o himerizmu govori o 11-godišnjoj kineskoj djevojčici. Iz njezinih leđa razvija se brat blizanac, kojeg je apsorbirala. Takve mutacije nastaju tijekom intrauterinog razvoja, kada se dva zigota (budući blizanci) spajaju u jedan organizam. To jest, zapravo, dvije osobe sa svojim vlastitim skupom gena završe u jednom tijelu.

[ 8 ], [ 9 ]

Prvi znakovi

Prisutnost dvaju lanaca DNK u jednoj osobi prvi je znak himerizma. U većini slučajeva mutacija se ne manifestira vanjskim simptomima. Moguće je utvrditi da je osoba himera samo genetskim testiranjem.

Pogledajmo neke slučajeve himerizma:

• Učiteljici iz Bostona bila je potrebna transplantacija bubrega. Njeno troje djece pristalo je biti donori, ali genetsko testiranje pokazalo je da dvoje od njih nisu biološka djeca svoje majke. Daljnje testiranje otkrilo je da učiteljica ima sestru blizanku koja se spojila s preživjelim fetusom tijekom embrionalnog razvoja. To jest, učiteljica je bila himera, budući da je imala dva različita seta gena koji se nisu međusobno miješali.
• Još jedan slučaj otkrivanja himerizma dogodio se tijekom transplantacije. Prema rezultatima testova, biološka djeca žene nisu genetski bila njezina djeca. Bili su u srodstvu samo sa svojom bakom. Stoga je provedena analiza kose, koja je sadržavala drugačiji genetski materijal, i potvrđene su obiteljske veze.

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

Obrasci

Kako bi utvrdio što je uzrokovalo mutaciju, liječnik prikuplja anamnezu i provodi razne dijagnostičke genetske testove.

Genetski himerizam

U ranoj trudnoći, odnosno tijekom formiranja embrija, može doći do niza mutacija. Genetski himerizam nastaje kada se par oplođenih jajašca spoji u jedno. Svaka zigota sadrži lanac roditeljske DNA, odnosno vlastiti genetski profil. Tijekom spajanja, stanice zadržavaju svoj individualni genetski sastav. To jest, rezultirajući embrij je kombinacija oba. U većini slučajeva, ljudi s takvim mutacijama imaju imunološki sustav koji je tolerantan na sve genetske populacije u tijelu.

U biti, takva ljudska mutacija je svoj vlastiti blizanac i rijetka je. Da bi se to utvrdilo, provodi se sveobuhvatan genetski pregled. I roditelji i dijete podvrgavaju se DNK analizi. Vrlo često su takve studije potrebne kako bi se utvrdila biološka veza između djece i roditelja, budući da dijete ima drugačiji genetski profil.

[ 16 ]

Tetragametski himerizam

Medicina poznaje slučajeve kada tijekom testova roditelji i djeca nemaju genetsku sličnost, odnosno biološki nisu u srodstvu. Tetragametski himerizam nastaje kada se dva blizanca tijekom embrionalnog razvoja spoje u jednog. Jedno dijete umire, a preživjelo nosi njegov i njezin DNK.

Takvi slučajevi himerizma mogu se prepoznati po nekoliko znakova:

• Hermafroditizam
• Populacija crvenih krvnih stanica
• Mozaična obojenost kože
• Različite boje očiju

Znanstvenici su opisali slučaj u kojem je tijekom začeća djetetova genetska informacija prenesena ne s oca, već s njegovog brata blizanca koji je umro i apsorbiran u maternici. To jest, s genetskog gledišta, roditelj je preminuli brat blizanac. Proučavanjem ovog slučaja utvrđeno je da se genetski kod djeteta i njegovog oca podudara za 10%.

Biološki himerizam

Jedan od misterioznih fenomena poznatih medicini je kombinacija nekoliko genoma u jednom tijelu. Biološki himerizam javlja se kod ljudi, životinja i biljaka. Ako uzmemo u obzir ovu mutaciju kod ljudi, ona se javlja u sljedećim slučajevima:

• Spajanje dvaju oplođenih jaja u jedno tijekom embrionalnog razvoja.
• Transplantacija organa, transplantacija koštane srži, transfuzija krvi.
• Incest različitih rasa.

Potpuno spajanje je moguće kada dva fetusa koja rastu u istoj maternici koriste istu posteljicu i imaju toleranciju na međusobnu krv. To jest, ako je potrebno, mogu dobiti transfuziju međusobne krvi, budući da je reakcija odbacivanja potisnuta na genetskoj razini. Izvana se biološka mutacija manifestira kao šarenice različitih boja kod jedne osobe ili kombinacija nekoliko boja kože (obično imaju mozaični raspored).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Krvni himerizam

Još jedan nevjerojatan fenomen u medicini su dvije krvne grupe u jednoj osobi. Krvni himerizam nastaje zbog genetske mutacije tijekom intrauterinog razvoja. U prirodi postoje takve krvne grupe: O (I), A (II), B (III) i AB (IV).

• Krvna grupa A nosi antigen (potiče tijelo da proizvodi antitijela) A i antitijela B.
• Krvna grupa B nosi antigen B i antitijelo A.
• Grupa AB sadrži obje vrste antigena, ali nema antitijela.
• Grupa A ima obje vrste antitijela, ali nema antigene.

Na temelju toga, skupina A je kompatibilna s A i O, B s B i O. Jedinstveni primatelji su oni s AB, budući da je njihova biološka tekućina kompatibilna sa svim postojećim skupinama. Skupina O djeluje kao univerzalni donor, ali je kompatibilna samo s istom skupinom O.

Na temelju anatomskog tečaja poznato je da živi organizam može imati samo jednu od njih. Budući da imunološke stanice ne prihvaćaju stranu krv, uzrokuju reakciju odbacivanja tijekom transfuzije. Iznimka od ovog pravila su krvne himere. Takve osobe imaju dvije različite vrste krvi i tkiva koja proizvode krvne stanice obje vrste. Takva patologija javlja se i među ljudima i kod životinja. Sve poznate himere su blizanci. Krv se dijeli između dva embrija, oni izmjenjuju tkiva koja proizvode krv, a reakcija odbacivanja je potisnuta.

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

Nepotpuni himerizam crvenih krvnih stanica

Postoje prirodni i umjetni čimbenici koji izazivaju pojavu nepotpunog himerizma eritrocita:

• Kod dizigotnih blizanaca, prirodne mutacije nastaju zbog izmjene hematopoetskih stanica putem vaskularnih anastomoza.
• Umjetni himerizam javlja se tijekom alogene transplantacije koštane srži i nakon transfuzije krvi. To se događa zbog uklanjanja donorskih crvenih krvnih stanica i povratka izvornoj krvnoj grupi. Tijekom transplantacije organa ili koštane srži, pacijentove vlastite crvene krvne stanice zamjenjuju se donorskima.

Nepotpuni himerizam karakterizira prisutnost donorskih i autolognih eritrocita u primatelju. Ovaj tip je prolazna cirkulacija donorskih eritrocita koji su se počeli ponovno naseljavati ili su pasivno transfuzirani koštanom srži.

Ovo patološko stanje je alarmantno. Povezano je s neodređenim fizičkim promjenama u tijelu primatelja. Osim toga, kimerizam može uzrokovati psihološke probleme. Budući da nisu svi pacijenti spremni prihvatiti svoju promijenjenu anatomiju i fiziologiju.

Posttransfuzijski himerizam

Transfuziologija je znanost o upravljanju tijelom putem ciljanog utjecaja na morfološki sastav krvi transfuzijom. Posttransfuzijski himerizam nastaje kada se dvije različite krvne grupe pomiješaju, kada stanice donora potpuno zamjenjuju ili koegzistiraju s genetskim kodom primatelja. Ova patologija može se nazvati komplikacijom transfuzije ili transplantacije.

Razlikuju se sljedeći transfuzijski agensi:

• Krv i njezini sastojci (eritrociti, leukociti, trombociti, plazma).
• Nadomjesci krvi su medicinske otopine koje se koriste u slučajevima poremećaja krvi, za njezinu normalizaciju ili zamjenu.
• Transplantacija koštane srži i hematopoetskih organa.

Posttransfuzijski himerizam može se pojaviti zbog prisutnosti leukocita u krvi donora. Ako se leukociti uklone iz biološke tekućine ili mase crvenih krvnih stanica, rizik od posttransfuzijskog himerizma, aloimunizacije i drugih komplikacija je minimalan.

Komplikacije i posljedice

Jedna od opasnosti himerizma su nekontrolirani procesi u ljudskom tijelu. Posljedice himerizacije mogu biti povezane s postupcima nakon transfuzije ili patologijama tijekom intrauterinog razvoja.

Kimerizam također dovodi u pitanje valjanost DNK testova i mnogih sudskih slučajeva. Genetski poremećaj uzrokuje mnoge probleme u utvrđivanju očinstva. Postoji i određeni postotak parova koji su neplodni zbog mutacije.

Prisutnost dvaju lanaca DNK u jednom organizmu može uzrokovati niz komplikacija. Prije svega, to je povezano s fizičkim patologijama. Znanost poznaje niz slučajeva gdje su djeca rođena s različitim bojama očiju, mramornom pigmentacijom ili dodatnim udovima od blizanaca apsorbiranih tijekom embrionalnog razvoja.

Druga komplikacija ove mutacije je ta što se prilikom transplantacije organa i odabira srodnog donora otkriva genetska neusklađenost. To postavlja mnoga pitanja i komplicira proces transplantacije. Nakon transplantacije mogu se pojaviti promjene u strukturi kose, krvnoj grupi i Rh faktoru.

Poznat je slučaj u kojem je pacijentu koji je bolovao od AIDS-a i limfoma transplantirana koštana srž. Donor je bio nositelj mutacije koja je pružala otpornost na virus. Nakon transplantacije, primatelj ju je prenio zajedno s koštanom srži. To je dovelo do potpunog izlječenja pacijenta od njegovih bolesti.

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

Dijagnostika himerizma kod ljudi

U pravilu, himerizam se dijagnosticira pomoću analize DNK, tj. testa za utvrđivanje obiteljskih veza. Izbor ove studije objašnjava se činjenicom da je na staničnoj razini defekt mješavina dvaju genotipa u jednom organizmu.

Za pregled se koriste visokotehnološke molekularne metode. Ako se sumnja na himerizam, pacijent će proći niz testova, instrumentalnu i obaveznu diferencijalnu dijagnostiku. Liječnik će saznati o obiteljskoj anamnezi, odnosno nasljednoj predispoziciji za mutacije.

Testovi

Korištenje jedne ili druge metode ovisi o dostupnosti informacija o mogućoj vrsti poremećaja. Testovi za sumnju na himerizam usmjereni su na genetsko testiranje krvi i DNK. Koriste se laboratorijske metode probira i detekcije, razmotrimo ih:

1. Probir mutacija koristi se kada je priroda mutacije nepoznata, ali obiteljska anamneza sugerira prisutnost preuređenja gena.

• Analiza makroprerađivanja DNA blottingom.
• Heterodupleksna analiza.
• Analiza polimorfizma konformacije jednolančane DNA.
• Elektroforeza dvolančane DNA u denaturirajućem gradijentu.
• Denaturirajuća tekućinska kromatografija visoke učinkovitosti.

2. Kemijsko otkrivanje nesparenih nukleotida - otkrivanje mutacija temelji se na denaturaciji kontrolnog uzorka normalnom DNA. Uzorci se hlade, formirajući duprekse, od kojih će neki imati nesparene baze što ukazuje na mutaciju.

• RNazna zaštita.
• Probir.
• Detekcija mutacija.

Gore opisane analize koriste se u molekularnim istraživanjima DNA za različite genetske patologije, mutacije, uključujući himerizam.

Instrumentalna dijagnostika

Ako se posumnja na kimerizam, pacijent će se podvrgnuti cijelom nizu različitih dijagnostičkih postupaka. Instrumentalna dijagnostika je neophodna za proučavanje stanja i strukture unutarnjih organa i drugih struktura tijela. Budući da je poznato da kod kimerizma hematopoetski organi (koštana srž, timus, slezena, endokrine žlijezde itd.) proizvode krv s različitim alelima DNA.

Pacijent se podvrgava probirnim testovima, CT-u, magnetskoj rezonanciji, ultrazvučnoj dijagnostici i drugim postupcima. U većini slučajeva, detaljna instrumentalna dijagnostika je potrebna za transplantaciju organa ili transfuziju krvi, kada pacijent želi djelovati kao darivatelj ili primatelj.

[ 33 ], [ 34 ]

Diferencijalna dijagnoza

Himera je kombinirani organizam koji je nastao iz više zigota. Postoji niz patoloških slučajeva koji imaju slično podrijetlo. Diferencijalna dijagnostika ima za cilj njihovu identifikaciju.

Razmotrimo tko izgleda kao himera, ali to nije:

1. Hibridi

• Genetski.
• Somatski.

2. Mozaici

• Kromosomski.
• Genetski.
• Epigenetički.

3. Ginandromorfi
4. Teratogeni učinci različitog stupnja uzrokovani poremećajem gena odgovornih za razvojne procese.
5. Prirodne pojave koje mogu biti popraćene mutacijama

• Freemartini.
• Lažni hermafroditizam.
• Teške kongenitalne anomalije.
• Pravi hermafroditizam.
• Ovotestis.
• Anomalno blizanjstvo.

Tijekom procesa diferencijacije uzimaju se u obzir sve gore opisane genetske mutacije te se ispituje DNK pacijenta i njegovih rođaka.

Liječenje himerizma kod ljudi

Jedan od alata biotehnologije je genetski inženjering. Ova znanost je skup metoda usmjerenih na izolaciju gena iz organizma, izvođenje različitih manipulacija s njima, uvođenje u različite organizme, dobivanje rekombinantne DNA i RNA. Liječenje himerizma, njegovo proučavanje i stvaranje moguće je uz pomoć takvih genetskih tehnologija.

Uz pomoć genetskog inženjeringa, liječnici kontroliraju proces kimerizacije. To je moguće tijekom transplantacije koštane srži, drugih organa ili transfuzije krvi. Ovo je svojevrsno stvaranje radijacijskog kimerizma u kliničkim uvjetima.

Što se tiče liječenja himera s vanjskim manifestacijama, kao što je slučaj s teksaškim djetetom, s mozaičnom bojom kože, različitim bojama očiju ili s dodatnim udovima od blizanaca apsorbiranih u maternici, terapija je usmjerena na ispravljanje vanjskih nedostataka. Liječenje se provodi u prvim godinama života pacijenta. To omogućuje postizanje dobrih rezultata i minimiziranje poremećaja u procesu socijalizacije. U ovom slučaju se ne koriste genetske promjene, tj. uklanjanje jednog od lanaca DNK.

Prevencija

Proučavanje genetskih anomalija u ljudskom tijelu usmjereno je na sprječavanje raznih mutacija. Sprječavanje himerizma uzrokovanog prirodnim čimbenicima je nemoguće. Budući da danas ne postoje dostupne i sigurne metode koje omogućuju praćenje procesa razvoja embrija u majčinoj utrobi.

Ali moguće je spriječiti himerizam uzrokovan posttransfuzijskim postupcima (transplantacija koštane srži, transplantacija organa, transfuzija krvi). Genetski inženjering koriste parovi koji imaju visok rizik od rađanja djece s genetskim patologijama. U ovom slučaju, kako bi se spriječile mutacije, u embrij se implantiraju dodatne stanice, normalizirajući kromosomski skup budućeg djeteta.

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

Prognoza

Himerizam kod ljudi je drugačiji genetski kod u jednom organizmu. Prognoza takve mutacije ovisi o uzroku koji ju je uzrokovao. Ako se radi o krvnim himerama, tada tijekom života osoba možda nikada neće saznati da ima dva seta DNK. To je zbog činjenice da su potrebna posebna istraživanja za otkrivanje anomalije i u većini slučajeva ova vrsta poremećaja nema vanjske znakove. Ako je himerizacija povezana s umjetnim metodama, tada je njezinu prognozu teško odrediti. Dakle, tijekom transplantacije koštane srži, pacijentova krvna grupa, Rh faktor i neke značajke izgleda (boja očiju, kose) koje je imao donor mogu se promijeniti.