Chimerismul la om

Prezența simultană a celulelor de genotipuri diferite în organism este himerismul. La om, are mai multe tipuri și cauze de apariție, să analizăm acest lucru mai detaliat.

În mitologia greacă, himera este un monstru cu corp de capră, cap și gât de leu și coadă de șarpe. Până în prezent, există aproximativ 100 de cazuri cunoscute de himerism uman. Nu are legătură cu mitologia și se bazează pe o mutație specifică a genelor în timpul concepției și dezvoltării embrionului. Starea patologică are mai multe tipuri și forme, care diferă în cauzele apariției.

Himerele biologice pot apărea atunci când două rase diferite se încrucișează. Foarte des, aceasta se manifestă ca o distribuție a pigmentărilor diferite pe corp. Dacă are loc o fuziune completă, aceasta indică o patologie a sângelui, atunci când copilul are două catene de ADN. Sau gemenii care au crescut în același uter au toleranță față de grupa sanguină a celuilalt. Un defect similar apare în timpul transplantului de organe și chiar al transfuziei de sânge.

[ 1 ], [ 2 ]

Cauze de chimerism la om

Din punct de vedere genetic, mutațiile apar datorită prezenței a două sau mai multe catene celulare la o persoană, care se dezvoltă din zigoți diferiți. Cauzele himerismului sunt variate, cel mai adesea fiind vorba de amestecul de sânge. Această patologie provoacă apariția cariotipului 46,XX/46,XY. Defectul poate fi asociat cu amestecarea celulelor unui geamăn viu și decedat în uterul mamei sau cu fuziunea a doi zigoți într-un singur embrion.

Principalele cauze ale himerismului la oameni:

• Tetragametic - două ovule se unesc într-unul singur, dar fiecare dintre ele este fertilizat de spermatozoizi diferiți. Acest lucru se întâmplă atunci când, în stadiile incipiente ale formării, unul dintre embrioni îl absoarbe pe celălalt. Din această cauză, organele și celulele unui organism au un set diferit de cromozomi.
• Microhimerism – celulele fetale pătrund în fluxul sanguin al mamei și se înrădăcinează în țesuturile acesteia. Există cazuri cunoscute în care celulele imune ale embrionului au vindecat femeia însărcinată de boli grave și i-au sporit rezistența la patologii oncologice. Acest proces funcționează și invers, adică celulele materne sunt integrate în embrion prin bariera placentară. Principalul pericol al acestei tulburări este că bebelușul poate dobândi boli materne încă din uter.
• Gemenirea este o fuziune a vaselor de sânge. Embrionii gemeni heterozigoți își transmit reciproc părți din celule. Acest lucru are ca rezultat un copil care are două catene de ADN.
• Post-transplant – apare din cauza transfuziei de sânge sau a transplantului de organe. Celulele proprii ale organismului coexistă simultan cu celulele donatorului. În unele cazuri, celulele donatorului sunt complet integrate în organismul transplantat.
• Transplantul de măduvă osoasă – procedura în sine are ca scop transformarea genetică a corpului pacientului. Folosind radiații și medicamente, măduva osoasă a pacientului este distrusă. În locul acesteia sunt introduse celule donatoare. Dacă, conform rezultatelor testelor, se detectează himerism donator, transplantul a prins rădăcini.

[ 3 ]

Patogeneza

Mecanismul dezvoltării himerismului depinde de factorii care l-au provocat. Patogeneza este clasificată în următoarele tipuri:

1. Himere de transplant (iatrogene)
2. Himerism primar

• Embrionar
• Nesigur

3. Mutații secundare

• Himere feto-fetale („făt - făt”)
• Mutații mamă-făt
• Himere de tip „făt - mamă”

Oamenii de știință au reușit să diagnosticheze o tulburare tetragametică, adică fuziunea a două ovule fertilizate de spermatozoizi diferiți. Mecanismul de dezvoltare a acestei afecțiuni indică prezența a două catene de ADN într-un embrion (supraviețuitor). Patogeneza microhimerismului indică pătrunderea celulelor bebelușului în sistemul hematopoietic al mamei sau a celulelor mamei în corpul fătului.

O altă variantă a dezvoltării defectelor este fuziunea vaselor de sânge ale gemenilor heterozigoți care își transmit reciproc datele genetice. Post-transplantul are loc în timpul transplantului de măduvă osoasă, organe hematopoietice și în timpul transfuziei de sânge. Există, de asemenea, cazuri cunoscute de mutații de laborator (experimentele au fost efectuate pe animale și plante) conform mecanismului de himerizare dezvoltat de oamenii de știință.

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

Simptome de chimerism la om

Pentru a determina dacă o persoană este o himeră, este necesar să se efectueze un examen genetic complet. În majoritatea cazurilor, nu există simptome evidente ale unei afecțiuni patologice. Desigur, dacă mutația nu are semne externe.

Himerismul apare în timpul dezvoltării intrauterine. Apare atunci când două ovule fertilizate se unesc, unul dintre ele absoarbe celălalt, precum și atunci când informațiile genetice ale embrionului și mamei se amestecă sau ca o complicație a procedurilor de transfuzie.

Simptomele externe ale himerismului la oameni apar atunci când se încrucișează rase diferite. Acestea seamănă cu culori diferite ale ochilor la un copil sau cu o colorare mozaică a pielii. Dar, în majoritatea cazurilor, simptomele sunt detectate printr-un test de sânge complet, care indică prezența a două linii de ADN.

Copilul din Texas

Unul dintre cele mai senzaționale cazuri de himerism cunoscute de medicină este povestea unei mutații interrasiale. Bebelușul din Texas - așa s-a numit acest incident. Jumătatea dreaptă a bebelușului era o fată mulatră, iar jumătatea stângă era un băiat de culoare. Acesta este un exemplu de hermafroditism adevărat, cu caracteristici sexuale primare și secundare dezvoltate genetic ale ambelor sexe într-un singur corp. Himera a fost supusă unei operații, dându-i sexul masculin, scăpând de caracteristicile externe feminine. Desigur, genetic, copilul a rămas bisexual cu două catene de ADN.

O altă poveste terifiantă despre himerism spune despre o fetiță chineză de 11 ani. Un frate geamăn, absorbit de ea, se dezvoltă din spatele ei. Astfel de mutații apar în timpul dezvoltării intrauterine, când doi zigoți (viitori gemeni) se contopesc într-un singur organism. Adică, de fapt, două persoane cu propriul set de gene ajung să se nască într-un singur corp.

[ 8 ], [ 9 ]

Primele semne

Prezența a două catene de ADN la o persoană este primul semn al himerismului. În majoritatea cazurilor, mutația nu se manifestă cu simptome externe. Este posibil să se stabilească faptul că o persoană este o himeră doar prin testare genetică.

Să analizăm câteva cazuri de himerism:

• O profesoară din Boston avea nevoie de un transplant de rinichi. Cei trei copii ai ei au fost de acord să fie donatori, dar testele genetice au arătat că doi dintre ei nu erau copiii biologici ai mamei lor. Teste suplimentare au dezvăluit că profesoara avea o soră geamănă care fuzionase cu fătul supraviețuitor în timpul dezvoltării embrionare. Adică, profesoara era o himeră, deoarece avea două seturi diferite de gene care nu interferau una cu cealaltă.
• Un alt caz de detectare a himerismului a avut loc și în timpul transplantului. Conform rezultatelor testelor, copiii biologici ai femeii nu erau genetic copiii ei. Aceștia erau înrudiți doar cu bunica lor. Prin urmare, a fost efectuată o analiză a părului, care conținea material genetic diferit, care a confirmat legăturile familiale.

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

Formulare

Pentru a determina ce a cauzat mutația, medicul colectează anamneza și efectuează o varietate de teste genetice de diagnostic.

Himerism genetic

La începutul sarcinii, adică în timpul formării embrionului, pot apărea o serie de mutații. Himerismul genetic apare atunci când o pereche de ovule fertilizate fuzionează într-unul singur. Fiecare zigot conține o catenă de ADN parental, adică propriul profil genetic. În timpul unirii, celulele își păstrează structura genetică individuală. Adică, embrionul rezultat este o combinație a ambelor. În majoritatea cazurilor, persoanele cu astfel de mutații au un sistem imunitar tolerant față de toate populațiile genetice din organism.

În esență, o astfel de mutație umană este o gemelă în sine și este rară. Pentru a o determina, se efectuează un examen genetic complet. Atât părinții, cât și copilul sunt supuși analizei ADN. Foarte des, astfel de studii sunt necesare pentru a stabili o legătură biologică între copii și părinți, deoarece copilul are un profil genetic diferit.

[ 16 ]

Himerism tetragametic

Medicina cunoaște cazuri în care, în timpul testelor, părinții și copiii nu au nicio similaritate genetică, adică, biologic, nu sunt înrudiți. Himerismul tetragametic apare atunci când doi gemeni se unesc într-unul singur în timpul dezvoltării embrionare. Un copil moare, iar supraviețuitor poartă ADN-ul său și al ei.

Astfel de cazuri de himerism pot fi identificate prin mai multe semne:

• Hermafroditism
• Populația de globule roșii
• Colorația pielii în mozaic
• Diferite culori ale ochilor

Oamenii de știință au descris un caz în care, în timpul concepției, informația genetică a copilului nu a fost transferată de la tată, ci de la fratele său geamăn, care a murit și a fost absorbit în uter. Adică, din punct de vedere genetic, părintele este fratele geamăn decedat. Studiind acest caz, s-a constatat că codul genetic al copilului și al tatălui său coincide cu 10%.

Himerism biologic

Unul dintre fenomenele misterioase cunoscute medicinei este combinarea mai multor genomuri într-un singur corp. Himerismul biologic apare la oameni, animale și plante. Dacă luăm în considerare această mutație la oameni, aceasta apare în următoarele cazuri:

• Fuziunea a două ovule fecundate într-unul singur în timpul dezvoltării embrionare.
• Transplant de organe, transplant de măduvă osoasă, transfuzie de sânge.
• Incestul diferitelor rase.

Fuziunea completă este posibilă atunci când doi fetuși care cresc în același uter folosesc aceeași placentă și au toleranță la sângele celuilalt. Adică, dacă este necesar, li se poate administra o transfuzie de sânge unul celuilalt, deoarece reacția de respingere este suprimată la nivel genetic. Extern, o mutație biologică se manifestă prin iriși de culori diferite la o persoană sau o combinație de mai multe culori de piele (de obicei au un aranjament mozaicat).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Himerismul sângelui

Un alt fenomen uimitor în medicină îl reprezintă prezența a două grupe sanguine la o singură persoană. Himerismul sanguin apare din cauza unei mutații genetice în timpul dezvoltării intrauterine. În natură, există astfel de grupe sanguine: O (I), A (II), B (III) și AB (IV).

• Grupa sanguină A poartă antigenul (care determină organismul să producă anticorpi) A și anticorpii B.
• Grupa sanguină B poartă antigenul B și anticorpul A.
• Grupa AB conține ambele tipuri de antigene, dar nu are anticorpi.
• Grupa A are ambele tipuri de anticorpi, dar nu are antigene.

Pe baza acestui fapt, grupul A este compatibil cu A și O, B cu B și O. Receptori unici sunt cei cu AB, deoarece fluidul lor biologic este compatibil cu toate grupele existente. Grupul O acționează ca un donator universal, dar este compatibil doar cu același grup O.

Pe baza cursului de anatomie, se știe că un organism viu poate avea doar unul dintre ele. Deoarece celulele imune nu acceptă sânge străin, provocând o reacție de respingere în timpul transfuziei. O excepție de la această regulă o reprezintă himerele sanguine. Astfel de persoane au două tipuri diferite de sânge și țesuturi care produc celule sanguine de ambele tipuri. O astfel de patologie apare atât la oameni, cât și la animale. Toate himerele cunoscute sunt gemeni. Sângele este împărțit între doi embrioni, aceștia schimbă țesuturile care produc sânge, iar reacția de respingere este suprimată.

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

Himerismul incomplet al eritrocitelor

Există factori naturali și artificiali care provoacă apariția himerismului eritrocitar incomplet:

• La gemenii dizigoți, mutațiile naturale apar datorită schimbului de celule hematopoietice prin anastomoze vasculare.
• Himerismul artificial apare în timpul transplantului alogen de măduvă osoasă și după transfuzia de sânge. Acesta se întâmplă din cauza eliminării globulelor roșii ale donatorului și a revenirii la grupa sanguină originală. În timpul transplantului de organe sau de măduvă osoasă, propriile globule roșii ale pacientului sunt înlocuite cu cele ale donatorului.

Himerismul incomplet este caracterizat prin prezența eritrocitelor de la donator și de la autologe la receptor. Acest tip reprezintă o circulație tranzitorie a eritrocitelor de la donator care au început să se repopuleze sau sunt transfuzate pasiv cu măduvă osoasă.

Această afecțiune patologică este alarmantă. Este asociată cu modificări fizice nespecificate în corpul destinatarului. În plus, himerismul poate cauza probleme psihologice, deoarece nu toți pacienții sunt pregătiți să accepte anatomia și fiziologia lor modificate.

Himerismul post-transfuzional

Transfuziologia este o știință care se ocupă de gestionarea organismului prin impact țintit asupra compoziției morfologice a sângelui prin transfuzie. Himerismul post-transfuzional apare atunci când două grupe sanguine diferite sunt amestecate, când celulele donatorului înlocuiesc complet sau coexistă cu codul genetic al receptorului. Această patologie poate fi numită o complicație a transfuziei sau transplantului.

Se disting următorii agenți transfuzionali:

• Sângele și componentele sale (eritrocite, leucocite, trombocite, plasmă).
• Substituenții de sânge sunt soluții medicinale utilizate în cazurile de disfuncție sanguină, pentru a o normaliza sau înlocui.
• Transplant de măduvă osoasă și organe hematopoietice.

Himerismul post-transfuzional poate apărea din cauza prezenței leucocitelor în sângele donatorului. Dacă leucocitele sunt prelevate din lichidul biologic sau din masa de globule roșii, riscul de himerism post-transfuzional, aloimunizare și alte complicații este minim.

Complicații și consecințe

Unul dintre pericolele himerismului îl reprezintă procesele necontrolate din corpul uman. Consecințele himerizării pot fi asociate cu proceduri post-transfuzionale sau patologii în timpul dezvoltării intrauterine.

Himerismul pune sub semnul întrebării validitatea testelor ADN și a multor procese judiciare. Tulburarea genetică cauzează numeroase probleme în stabilirea paternității. Există, de asemenea, un anumit procent de cupluri care sunt infertile din cauza mutației.

Prezența a două catene de ADN într-un singur organism poate cauza o serie de complicații. În primul rând, aceasta este asociată cu patologii fizice. Știința cunoaște o serie de cazuri în care copiii s-au născut cu culori diferite ale ochilor, pigmentare marmorată sau membre suplimentare de la gemeni absorbiți în timpul dezvoltării embrionare.

O altă complicație a acestei mutații este că, atunci când este necesar un transplant de organe și este selectat un donator înrudit, se constată o nepotrivire genetică. Acest lucru ridică multe întrebări și complică procesul de transplant. După transplant, pot apărea modificări ale structurii părului, grupei sanguine și factorului Rh.

Există un caz cunoscut în care un pacient care suferea de SIDA și limfom a suferit un transplant de măduvă osoasă. Donatorul era purtător al unei mutații care oferea rezistență virusului. După transplant, primitorul a transmis-o împreună cu măduva osoasă. Acest lucru a dus la vindecarea completă a pacientului de bolile sale.

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

Diagnostice de chimerism la om

De regulă, himerismul este diagnosticat folosind analiza ADN-ului, adică un test pentru determinarea legăturilor familiale. Alegerea acestui studiu se explică prin faptul că, la nivel celular, defectul este un amestec de două genotipuri într-un singur organism.

Pentru examinare se utilizează metode moleculare de înaltă tehnologie. Dacă se suspectează himerism, pacientul va fi supus unui set de teste, instrumentale și diagnostice diferențiale obligatorii. Medicul va afla despre istoricul familial, adică predispoziția ereditară la mutații.

Teste

Utilizarea uneia sau alteia metode depinde de disponibilitatea informațiilor despre posibilul tip de tulburare. Testele pentru suspiciunea de himerism vizează testarea genetică a sângelui și a ADN-ului. Se utilizează metode de laborator de screening și detectare, să le luăm în considerare:

1. Screeningul mutațional se utilizează atunci când natura mutației este necunoscută, dar istoricul familial sugerează prezența unei rearanjări genetice.

• Analiza macrorearanjamentelor prin blotting de ADN.
• Analiza heteroduplexului.
• Analiza polimorfismului conformației ADN monocatenar.
• Electroforeza ADN-ului bicatenar într-un gradient denaturant.
• Cromatografie lichidă de înaltă performanță denaturantă.

2. Detecția chimică a nucleotidelor nepereche - detectarea mutațiilor se bazează pe denaturarea unei probe de control cu ADN normal. Probele sunt răcite, formând duprexuri, dintre care unele vor avea baze nepereche care indică o mutație.

• Protecție RNase.
• Ecranizare.
• Detectarea mutațiilor.

Analizele descrise mai sus sunt utilizate în cercetarea ADN-ului molecular pentru diverse patologii genetice, mutații, inclusiv himerism.

Diagnosticare instrumentală

Dacă se suspectează himerism, pacientul va fi supus unei game întregi de proceduri diagnostice diferite. Diagnosticul instrumental este necesar pentru a studia starea și structura organelor interne și a altor structuri ale corpului. Deoarece se știe că, în cazul himerismului, organele hematopoietice (măduva osoasă, timusul, splina, glandele endocrine etc.) produc sânge cu diferite alele de ADN.

Pacientul este supus unor teste de screening, CT, RMN, diagnostic cu ultrasunete și altor proceduri. În majoritatea cazurilor, diagnostice instrumentale detaliate sunt necesare pentru transplantul de organe sau transfuzia de sânge, atunci când pacientul dorește să acționeze ca donator sau receptor.

[ 33 ], [ 34 ]

Diagnostic diferentiat

O himeră este un organism combinat care provine din mai mult de un zigot. Există o serie de cazuri patologice care au origini similare. Diagnosticul diferențial are ca scop identificarea lor.

Să ne gândim cine arată ca o himeră, dar nu este una:

1. Hibrizi

• Genetic.
• Somatic.

2. Mozaicuri

• Cromozomial.
• Genetic.
• Epigenetică.

3. Ginandromorfe
4. Efecte teratogene de severitate variabilă cauzate de perturbarea genelor responsabile de procesele de dezvoltare.
5. Evenimente naturale care pot fi însoțite de mutații

• Freemartins.
• Hermafroditism fals.
• Anomalii congenitale severe.
• Hermafroditism adevărat.
• Ovotestis.
• Gemenire anormală.

În timpul procesului de diferențiere, se iau în considerare toate mutațiile genetice descrise mai sus și se examinează ADN-ul pacientului și al rudelor sale.

Tratament de chimerism la om

Unul dintre instrumentele biotehnologiei este ingineria genetică. Această știință este un complex de metode care vizează izolarea genelor dintr-un organism, efectuarea diverselor manipulări cu acestea, introducerea lor în diferite organisme, obținerea de ADN și ARN recombinant. Tratamentul himerismului, studiul și crearea acestuia sunt posibile cu ajutorul unor astfel de tehnologii genetice.

Cu ajutorul ingineriei genetice, medicii controlează procesul de himerizare. Acest lucru este posibil în timpul transplantului de măduvă osoasă, al altor organe sau al transfuziilor de sânge. Aceasta este o formă de creare a himerismului radiativ în condiții clinice.

În ceea ce privește tratamentul himerelor cu manifestări externe, cum ar fi în cazul copilului texan, cu colorare mozaic a pielii, culori diferite ale ochilor sau cu membre suplimentare de la gemeni absorbiți în uter, terapia are ca scop corectarea defectelor externe. Tratamentul se efectuează în primii ani de viață ai pacientului. Acest lucru permite obținerea unor rezultate bune și minimizarea perturbărilor procesului de socializare. În acest caz, nu se utilizează modificări genetice, adică îndepărtarea uneia dintre catenele de ADN.

Profilaxie

Studiul anomaliilor genetice din corpul uman are ca scop prevenirea diferitelor mutații. Prevenirea himerismului cauzat de factori naturali este imposibilă. Deoarece astăzi nu există metode accesibile și sigure care să permită urmărirea procesului de dezvoltare a embrionilor în uterul mamei.

Însă este posibil să se prevină himerismul cauzat de procedurile post-transfuzionale (transplant de măduvă osoasă, transplant de organe, transfuzie de sânge). Ingineria genetică este utilizată de cuplurile care prezintă un risc ridicat de a avea copii cu patologii genetice. În acest caz, pentru a preveni mutațiile, se implantează celule suplimentare în embrion, normalizând setul de cromozomi al viitorului copil.

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

Prognoză

Himerismul la om este un cod genetic diferit într-un singur organism. Prognosticul unei astfel de mutații depinde de cauza care a provocat-o. Dacă acestea sunt himere sanguine, atunci pe parcursul vieții o persoană s-ar putea să nu știe niciodată că are două seturi de ADN. Acest lucru se datorează faptului că sunt necesare studii speciale pentru a detecta anomalia și, în majoritatea cazurilor, acest tip de tulburare nu are semne externe. Dacă himerizarea este asociată cu metode artificiale, atunci prognosticul acesteia este dificil de determinat. Astfel, în timpul unui transplant de măduvă osoasă, grupa sanguină a pacientului, factorul Rh și unele caracteristici ale aspectului (culoarea ochilor, părul) pe care le avea donatorul se pot schimba.