Epitelový-mezenchymální přechod

epiteliální-mezenchymální přechod, taky EMT nazývá se odkazuje na transformaci epitelových buněk na mezenchymální buňky. Tato transformace má velký význam pro embryonální vývoj. Tento proces však také hraje klíčovou roli ve vývoji metastáz v karcinomech.

Co je epiteliální-mezenchymální přechod

Epiteliální-mezenchymální přechod je přeměna již diferencovaných epitelových buněk na nediferencované mezenchymální kmenové buňky. Tento proces je zvláště důležitý během embryonálního vývoje.

V rámci této transformace jsou epitelové buňky uvolněny ze své vazby a mohou v těle migrovat. Přitom procházejí bazální membránou. Bazální membrána odděluje epitel, gliové buňky a endothel od buněčného prostoru podobného pojivové tkáni. Jako nediferencované multipotentní kmenové buňky migrované buňky zasahují do všech oblastí vyvíjejícího se organismu a mohou být znovu diferencovány na jakýkoli typ buňky.

Epitelové buňky tvoří tzv. Epitel, což je společný termín pro žlázou a krycí tkáň. Mezenchym zahrnuje želatinu a embryonální pojivovou tkáň, ze které se vyvinou kosti, chrupavka, hladké svaly, srdeční svaly, ledviny, kůra nadledvin, systém vytvářející krev s krví a lymfatickými cévami a také retikulární, těsná a uvolněná pojivová tkáň.

Funkce a úkol

Epiteliálně-mezenchymální přechod je důležitým procesem během embryogeneze. Během této doby dochází ke zvýšenému růstu, kterého se účastní všechny buňky těla. Epitelové buňky, které již byly diferencovány, jsou také zahrnuty do těchto růstových procesů. K tomu však musí být převedeny zpět na multipotentní kmenové buňky.

Nejintenzivnější růst nastává během prvních osmi týdnů těhotenství. Skutečný proces embryogeneze začíná kolem šestého dne těhotenství po tzv. Zárodečném stádiu (vývoj buněk) a trvá až do konce osmého týdne těhotenství. V této fázi je velmi důležitý přechod epiteliální-mezenchymální, protože nyní se vytvářejí všechny orgány. Mnoho epitelových buněk zde opět ztrácí svoji diferenciaci a připoutání. Migrují přes suterénní membránu a jsou distribuovány v celém těle. Tam se chovají znovu jako normální multipotentní kmenové buňky a podléhají obnovené diferenciaci na různé typy buněk.

Samozřejmě se také mohou znovu rozlišit na epiteliální buňky. Aby se toho dosáhlo, je třeba nejprve snížit buněčné kontakty a zrušit polaritu epiteliálních buněk. Buněčným kontaktem se rozumí koheze buněk pomocí tzv. Adhezních molekul. Jednou z nejdůležitějších adhezních molekul je E-kadherin. E-kadherin je transmembránový glykoprotein, který je závislý na iontech vápníku. Spojuje mezi sebou epitelové buňky a zajišťuje polaritu buněk a přenos signálu. Během embryogeneze je aktivita E-kadherinu snížena. To vede k uvolnění buněčné struktury. Současně také zmizí polarita buněk.

Epitelové buňky mají jak tzv. Apikální (vnější), tak bazální stranu směřující k podkladové tkáni. Vnější strana je na povrchu kůže a sliznic, zatímco bazální strana je spojena s pojivovou tkání umístěnou pod bazální laminou. Obě strany mají různé funkční a strukturální rozdíly, a tak zajišťují morfologii orgánů. Embryogeneze však vyžaduje rychlé změny a flexibilitu buněk, aby se mohla rychle přizpůsobit růstovým procesům.

Po ukončení embryogeneze ztrácí epiteliální mezenchymální přechod pro organismus svůj význam.

Nemoci a nemoci

Epitelový mezenchymální přechod (EMT) je pro organismus prospěšný pouze ve velmi krátkém období embryogeneze. Po bouřlivé růstové fázi se buňky diferencují. Není tedy již zapotřebí velké množství multipotentních kmenových buněk. Tento proces je proto zakázán.

Pokud je přechod epiteliální-mezenchymální aktivován po skončení embryogeneze, stává se to obvykle v souvislosti s maligními nádorovými onemocněními. EMT je zodpovědný za vývoj metastáz v souvislosti s rakovinou. Proces je podobný procesu embryogeneze. Celkově se jedná o složitý proces založený na genetických regulačních mechanismech, které dosud nejsou zcela známy. Mnoho zodpovědných genů je aktivní pouze během embryonálního vývoje. Pak jsou zavřeny. Možnou příčinou obnovené aktivace těchto genů může být upregulace transkripčního faktoru Sox4. Odpovídající výsledky výzkumu byly prezentovány na Basilejské univerzitě. Sox4 zase aktivuje řadu dalších genů, které se podílejí na epitelově-mezenchymálním přechodu.

Inaktivita odpovídajících genů je založena na jejich nečitelnosti v důsledku potahování určitými proteiny (histony). Gen Sox4 je však zodpovědný za tvorbu enzymu zvaného Ezh2. Jedná se o methyltransferázu, která způsobuje methylaci odpovídajících histonů. Ostatní zúčastněné geny se stávají znovu čitelnými a aktivují epiteliální-mezenchymální přechod.

Ke změně genetického materiálu dochází v rakovinném nádoru, a tak je příčinou úplného dediferenciace rakovinných buněk. Bez přechodu epiteliální-mezenchymální by rakovina rostla pouze v místě původu a nerozšířela se. Tvorba metastáz však způsobuje, že nádor je zvláště maligní a agresivní. Proto pracujeme na vývoji léčiv, které inhibují tvorbu methyltransferázy Ezh2. Odpovídající léky již byly vyvinuty, ale stále jsou testovány. Omezení tvorby metastáz by na jedné straně snížilo agresivitu růstu rakoviny a na druhé straně by otevřelo příležitost léčit dosud beznadějné případy kurativně.