Chimerisme hos mennesker

Den samtidige tilstedeværelse af celler af forskellige genotyper i kroppen er kimærisme. Hos mennesker har det flere typer og årsager til forekomst, lad os se nærmere på dette.

I græsk mytologi er kimæren et monster med en gedekrop, et løvehoved og -hals og en slangehale. Til dato er der omkring 100 kendte tilfælde af menneskelig kimærisme. Det er ikke relateret til mytologi og er baseret på en specifik mutation af gener under undfangelse og embryoudvikling. Den patologiske tilstand har flere typer og former, som adskiller sig i årsagerne til forekomsten.

Biologiske kimærer kan opstå, når to forskellige racer krydser hinanden. Meget ofte manifesterer dette sig som en fordeling af forskellig pigmentering på kroppen. Hvis der opstår en fuldstændig fusion, indikerer dette en blodpatologi, når barnet har to DNA-strenge. Eller tvillinger, der voksede op i samme livmoder, har tolerance over for hinandens blodtype. En lignende defekt opstår under organtransplantation og endda blodtransfusion.

[ 1 ], [ 2 ]

Årsager af kimærisme hos mennesker

Fra et genetisk synspunkt forekommer mutationer på grund af tilstedeværelsen af to eller flere cellestrenge i en person, der udvikler sig fra forskellige zygoter. Årsagerne til kimærisme er forskellige, oftest er det blanding af blod. Denne patologi fremkalder forekomsten af karyotypen 46,XX/46,XY. Defekten kan være forbundet med blanding af celler fra en levende og en afdød tvilling i moderens livmoder eller sammensmeltning af to zygoter til ét embryo.

De vigtigste årsager til kimærisme hos mennesker:

• Tetragametisk - to æg smelter sammen til ét, men hvert af dem befrugtes af forskellige sædceller. Dette sker, når et af embryonerne i de tidlige stadier af dannelsen absorberer det andet. På grund af dette har organerne og cellerne i den ene organisme et forskelligt sæt kromosomer.
• Mikrochimerisme – fosterceller trænger ind i moderens blodbane og slår rod i dens væv. Der er kendte tilfælde, hvor embryoets immunceller har kureret den gravide kvinde for alvorlige sygdomme og øget modstandskraften mod onkologiske patologier. Denne proces fungerer også omvendt, det vil sige, at moderens celler integreres i embryoet gennem placentabarrieren. Den største fare ved lidelsen er, at barnet kan få moderens sygdomme, mens det stadig er i livmoderen.
• Tvillingeembryoner er en sammensmeltning af blodkar. Heterozygote tvillingefostre overfører dele af deres celler til hinanden. Dette resulterer i, at barnet har to DNA-strenge.
• Posttransplantation – sker på grund af blodtransfusion eller organtransplantation. Kroppens egne celler sameksisterer samtidig med donorcellerne. I nogle tilfælde er donorcellerne fuldstændigt integreret i den transplanterede organisme.
• Knoglemarvstransplantation – selve proceduren sigter mod genetisk transformation af patientens krop. Ved hjælp af stråling og lægemidler dræbes patientens knoglemarv. Donorceller indsættes i stedet. Hvis der påvises donorkimærisme ifølge testresultaterne, har transplantatet slået rod.

[ 3 ]

Patogenese

Mekanismen for udvikling af kimærisme afhænger af de faktorer, der fremkaldte den. Patogenesen er klassificeret i følgende typer:

1. Transplantations- (iatrogene) kimærer
2. Primær kimærisme

• Embryonisk
• Usikker

3. Sekundære mutationer

• Feto-føtale kimærer ("foster - foster")
• Mor-foster mutationer
• Kimærer af typen "foster - mor"

Det er lykkedes forskere at diagnosticere en tetragametisk lidelse, dvs. fusion af to æg befrugtet af forskellige sædceller. Mekanismen for udvikling af denne tilstand indikerer tilstedeværelsen af to DNA-strenge i ét (overlevende) embryo. Patogenesen af mikrochimerisme indikerer penetration af barnets celler i moderens hæmatopoietiske system eller moderens celler i fosterets krop.

En anden variant af defektudvikling er fusion af blodkar hos heterozygote tvillinger, der videregiver deres genetiske data til hinanden. Posttransplantation forekommer under transplantation af knoglemarv, hæmatopoietiske organer og under blodtransfusion. Der er også kendte tilfælde af laboratoriemutationer (eksperimenter blev udført på dyr og planter) i henhold til den kimæriseringsmekanisme, som forskere har udviklet.

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

Symptomer af kimærisme hos mennesker

For at afgøre, om en person er en kimære, er det nødvendigt at foretage en omfattende genetisk undersøgelse. I de fleste tilfælde er der ingen åbenlyse symptomer på en patologisk tilstand. Selvfølgelig, hvis mutationen ikke har nogen eksterne tegn.

Kimærisme opstår under intrauterin udvikling. Det sker, når to befrugtede æg smelter sammen, hvoraf det ene absorberer det andet, samt når embryoets og moderens genetiske information blandes, eller som en komplikation af transfusionsprocedurer.

Eksterne symptomer på kimærisme hos mennesker opstår, når forskellige racer krydser hinanden. Dette ligner forskellige øjenfarver hos et barn eller mosaikhudfarvning. Men i de fleste tilfælde opdages symptomerne ved en omfattende blodprøve, som indikerer tilstedeværelsen af to DNA-linjer.

Texas Kid

Et af de mest sensationelle tilfælde af kimærisme, der er kendt inden for medicin, er historien om en interracial mutation. Texas-babyen - det var, hvad denne hændelse blev kaldt. Babyens højre halvdel var en mulatpige, og den venstre halvdel var en sort dreng. Dette er et eksempel på ægte hermafroditisme med genetisk udviklede primære og sekundære seksuelle karakteristika hos begge køn i én krop. Kimæren gennemgik en operation, der gav ham det mandlige køn og fjernede de kvindelige ydre karakteristika. Genetisk set forblev barnet selvfølgelig biseksuelt med to DNA-strenge.

En anden skræmmende historie om kimærisme fortæller om en 11-årig kinesisk pige. En tvillingebror, som hun har absorberet, udvikler sig fra hendes ryg. Sådanne mutationer forekommer under intrauterin udvikling, når to zygoter (fremtidige tvillinger) smelter sammen til én organisme. Det vil sige, at to personer med deres eget sæt gener ender i én krop.

[ 8 ], [ 9 ]

Første tegn

Tilstedeværelsen af to DNA-strenge hos én person er det første tegn på kimærisme. I de fleste tilfælde manifesterer mutationen sig ikke med eksterne symptomer. Det er kun muligt at fastslå, at en person er en kimær, gennem genetisk testning.

Lad os se på nogle tilfælde af kimærisme:

• En lærer fra Boston havde brug for en nyretransplantation. Hendes tre børn indvilligede i at være donorer, men genetiske test viste, at to af dem ikke var deres mors biologiske børn. Yderligere test afslørede, at læreren havde en tvillingesøster, der var fusioneret med det overlevende foster under embryonal udvikling. Det vil sige, at læreren var en kimære, da hun havde to forskellige sæt gener, der ikke interfererede med hinanden.
• Et andet tilfælde af kimærismedetektion forekom også under transplantation. Ifølge resultaterne af testene var kvindens biologiske børn ikke genetisk hendes børn. De var kun beslægtede med deres bedstemor. Derfor blev der udført en analyse af håret, som indeholdt forskelligt genetisk materiale, og det bekræftede familiebåndene.

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

Forms

For at bestemme årsagen til mutationen indsamler lægen anamnese og udfører en række diagnostiske genetiske tests.

Genetisk kimærisme

I den tidlige graviditet, det vil sige under dannelsen af embryoet, kan der forekomme en række mutationer. Genetisk kimærisme opstår, når et par befrugtede æg smelter sammen til ét. Hver zygote indeholder en streng af forældre-DNA, det vil sige sin egen genetiske profil. Under foreningen bevarer cellerne deres individuelle genetiske sammensætning. Det vil sige, at det resulterende embryo er en kombination af begge dele. I de fleste tilfælde har personer med sådanne mutationer et immunsystem, der er tolerant over for alle genetiske populationer i kroppen.

I bund og grund er en sådan menneskelig mutation sin egen tvilling og er sjælden. For at bestemme den udføres en omfattende genetisk undersøgelse. Både forældre og barn gennemgår DNA-analyse. Meget ofte er sådanne undersøgelser nødvendige for at etablere en biologisk forbindelse mellem børn og forældre, da barnet har en forskellig genetisk profil.

[ 16 ]

Tetragametisk kimærisme

Medicin kender til tilfælde, hvor forældre og børn under tests ikke har nogen genetisk lighed, det vil sige, at de biologisk set ikke er beslægtede. Tetragametisk kimærisme opstår, når to tvillinger forenes til én under embryonisk udvikling. Det ene barn dør, og den overlevende bærer hans og hendes DNA.

Sådanne tilfælde af kimærisme kan identificeres ved flere tegn:

• Hermafroditisme
• Populationen af røde blodlegemer
• Mosaisk hudfarvning
• Forskellige øjenfarver

Forskere har beskrevet et tilfælde, hvor barnets genetiske information under undfangelsen ikke blev overført fra faderen, men fra hans tvillingebror, som døde og blev absorberet i livmoderen. Det vil sige, at fra et genetisk synspunkt er forælderen den afdøde tvillingebror. Ved undersøgelsen af dette tilfælde blev det konstateret, at barnets og farens genetiske kode stemmer overens med 10%.

Biologisk kimærisme

Et af de mystiske fænomener, der er kendt inden for medicin, er kombinationen af flere genomer i én krop. Biologisk kimærisme forekommer hos mennesker, dyr og planter. Hvis vi betragter denne mutation hos mennesker, forekommer den i følgende tilfælde:

• Sammensmeltningen af to befrugtede æg til ét under embryonal udvikling.
• Organtransplantation, knoglemarvstransplantation, blodtransfusion.
• Incest af forskellige racer.

Fuld fusion er mulig, når to fostre, der vokser i samme livmoder, bruger den samme placenta og har tolerance over for hinandens blod. Det vil sige, at de om nødvendigt kan få transfusion af hinandens blod, da afstødningsreaktionen undertrykkes på genetisk niveau. Udadtil manifesterer en biologisk mutation sig som forskelligfarvede iriser hos én person eller en kombination af flere hudfarver (har normalt et mosaikarrangement).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Blodkimærisme

Et andet forbløffende fænomen inden for medicin er to blodgrupper hos én person. Blodkimærisme opstår på grund af en genetisk mutation under intrauterin udvikling. I naturen findes der følgende blodgrupper: O (I), A (II), B (III) og AB (IV).

• Blodtype A bærer antigen (får kroppen til at producere antistoffer) A og antistoffer B.
• Blodtype B bærer B-antigenet og A-antistoffet.
• Gruppe AB indeholder begge typer antigener, men har ikke antistoffer.
• Gruppe A har begge typer antistoffer, men ingen antigener.

Baseret på dette er gruppe A kompatibel med A og O, B med B og O. Unikke recipienter er dem med AB, da deres biologiske væske er kompatibel med alle eksisterende grupper. Gruppe O fungerer som en universel donor, men den er kun kompatibel med den samme gruppe O.

Baseret på anatomikurset er det kendt, at en levende organisme kun kan have én af dem. Da immunceller ikke accepterer fremmed blod, forårsager det en afstødningsreaktion under transfusion. En undtagelse fra denne regel er blodkimærer. Sådanne mennesker har to forskellige typer blod og væv, der producerer blodlegemer af begge typer. Sådan patologi forekommer både hos mennesker og dyr. Alle kendte kimærer er tvillinger. Blod deles mellem to embryoner, de udveksler væv, der producerer blod, og afstødningsreaktionen undertrykkes.

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

Ufuldstændig kimærisme af røde blodlegemer

Der er naturlige og kunstige faktorer, der fremkalder forekomsten af ufuldstændig erytrocytkimærisme:

• Hos dizygote tvillinger forekommer naturlige mutationer på grund af udveksling af hæmatopoietiske celler gennem vaskulære anastomoser.
• Kunstig kimærisme forekommer under allogen knoglemarvstransplantation og efter blodtransfusion. Dette sker på grund af eliminering af donorblodlegemer og tilbagevenden til den oprindelige blodtype. Under organ- eller knoglemarvstransplantation erstattes patientens egne røde blodlegemer af donorblodlegemer.

Ufuldstændig kimærisme er karakteriseret ved tilstedeværelsen af donor- og autologe røde blodlegemer hos modtageren. Denne type er en forbigående cirkulation af donorrøde blodlegemer, der er begyndt at genopbygge sig eller passivt transfunderes med knoglemarv.

Denne patologiske tilstand er alarmerende. Den er forbundet med uspecificerede fysiske ændringer i modtagerens krop. Derudover kan kimærisme forårsage psykiske problemer, da ikke alle patienter er klar til at acceptere deres ændrede anatomi og fysiologi.

Kimærisme efter transfusion

Transfusiologi er videnskaben om at styre kroppen gennem målrettet påvirkning af blodets morfologiske sammensætning ved transfusion. Posttransfusionskimærisme opstår, når to forskellige blodgrupper blandes, når donorceller fuldstændigt erstatter eller sameksisterer med modtagerens genetiske kode. Denne patologi kan kaldes en komplikation ved transfusion eller transplantation.

Følgende transfusionsmidler skelnes mellem:

• Blod og dets komponenter (erytrocytter, leukocytter, blodplader, plasma).
• Bloderstatninger er medicinske opløsninger, der anvendes i tilfælde af bloddysfunktion for at normalisere eller erstatte den.
• Knoglemarvs- og hæmatopoietisk organtransplantation.

Posttransfusionskimærisme kan forekomme på grund af tilstedeværelsen af leukocytter i donorblod. Hvis leukocytter fjernes fra den biologiske væske eller den røde blodlegememasse, er risikoen for posttransfusionskimærisme, alloimmunisering og andre komplikationer minimal.

Komplikationer og konsekvenser

En af farerne ved kimærisme er ukontrollerede processer i menneskekroppen. Konsekvenserne af kimærisering kan være forbundet med procedurer efter transfusion eller patologier under intrauterin udvikling.

Kimærisme sætter også spørgsmålstegn ved gyldigheden af DNA-tests og mange retssager. Den genetiske lidelse forårsager mange problemer med at fastslå faderskabet. Der er også en vis procentdel af par, der er infertile på grund af mutationen.

Tilstedeværelsen af to DNA-strenge i én organisme kan forårsage en række komplikationer. Først og fremmest er dette forbundet med fysiske patologier. Videnskaben kender til en række tilfælde, hvor børn blev født med forskellige øjenfarver, marmorpigmentering eller ekstra lemmer fra tvillinger, der blev absorberet under embryonal udvikling.

En anden komplikation ved denne mutation er, at når organtransplantation er nødvendig, og en beslægtet donor vælges, afsløres en genetisk uoverensstemmelse. Dette rejser mange spørgsmål og komplicerer transplantationsprocessen. Efter transplantation kan der forekomme ændringer i hårstruktur, blodtype og Rh-faktor.

Der er et kendt tilfælde, hvor en patient, der led af AIDS og lymfom, gennemgik en knoglemarvstransplantation. Donoren var bærer af en mutation, der gav resistens over for virussen. Efter transplantationen gav modtageren den videre sammen med knoglemarven. Dette førte til, at patienten blev fuldstændig helbredt for sine sygdomme.

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

Diagnosticering af kimærisme hos mennesker

Som regel diagnosticeres kimærisme ved hjælp af DNA-analyse, dvs. en test til at bestemme familiebånd. Valget af denne undersøgelse forklares med, at defekten på celleniveau er en blanding af to genotyper i én organisme.

Højteknologiske molekylære metoder anvendes til undersøgelsen. Hvis der er mistanke om kimærisme, vil patienten gennemgå en række tests, instrumentel og obligatorisk differentialdiagnostik. Lægen vil lære om familiens historie, det vil sige den arvelige prædisposition for mutationer.

Test

Brugen af den ene eller den anden metode afhænger af tilgængeligheden af information om den mulige type lidelse. Test for mistanke om kimærisme er rettet mod genetisk testning af blod og DNA. Screening og detektion af laboratoriemetoder anvendes, lad os overveje dem:

1. Mutationsscreening anvendes, når mutationens natur er ukendt, men familiehistorien tyder på tilstedeværelsen af en gen-omlejring.

• Analyse af makroomarrangementer ved DNA-blotting.
• Heteroduplex-analyse.
• Analyse af enkeltstrenget DNA-konformationspolymorfi.
• Elektroforese af dobbeltstrenget DNA i en denaturerende gradient.
• Denaturerende højtydende væskekromatografi.

2. Kemisk detektion af uparrede nukleotider - mutationsdetektion er baseret på denaturering af en kontrolprøve med normalt DNA. Prøverne afkøles, hvorved der dannes duprexer, hvoraf nogle vil have uparrede baser, hvilket indikerer en mutation.

• RNase-beskyttelse.
• Screening.
• Mutationsdetektion.

De ovenfor beskrevne analyser anvendes i molekylær DNA-forskning til forskellige genetiske patologier, mutationer, herunder kimærisme.

Instrumentel diagnostik

Hvis der er mistanke om kimærisme, vil patienten gennemgå en hel række forskellige diagnostiske procedurer. Instrumentel diagnostik er nødvendig for at undersøge tilstanden og strukturen af indre organer og andre strukturer i kroppen. Da det er kendt, at de hæmatopoietiske organer (knoglemarv, thymus, milt, endokrine kirtler osv.) ved kimærisme producerer blod med forskellige DNA-alleler.

Patienten gennemgår screeningstests, CT-scanning, MR-scanning, ultralydsdiagnostik og andre procedurer. I de fleste tilfælde er detaljeret instrumentel diagnostik nødvendig for organtransplantation eller blodtransfusion, når patienten ønsker at agere som donor eller modtager.

[ 33 ], [ 34 ]

Differential diagnose

En kimære er en kombineret organisme, der stammer fra mere end én zygote. Der findes en række patologiske tilfælde med lignende oprindelse. Differentialdiagnostik har til formål at identificere dem.

Lad os overveje, hvem der ligner en kimære, men ikke er det:

1. Hybrider

• Genetisk.
• Somatisk.

2. Mosaikker

• Kromosomal.
• Genetisk.
• Epigenetisk.

3. Gynandromorfer
4. Teratogene virkninger af varierende sværhedsgrad forårsaget af forstyrrelse af gener, der er ansvarlige for udviklingsprocesser.
5. Naturlige hændelser, der kan være ledsaget af mutationer

• Frimartiner.
• Falsk hermafroditisme.
• Alvorlige medfødte anomalier.
• Ægte hermafroditisme.
• Ovotestis.
• Anomal venskabsbydannelse.

Under differentieringsprocessen tages alle de ovenfor beskrevne genetiske mutationer i betragtning, og patientens og dennes slægtninges DNA undersøges.

Behandling af kimærisme hos mennesker

Et af bioteknologiens værktøjer er genteknologi. Denne videnskab er et kompleks af metoder, der sigter mod at isolere gener fra en organisme, udføre forskellige manipulationer med dem, introducere dem i forskellige organismer og opnå rekombinant DNA og RNA. Behandling af kimærisme, dens undersøgelse og skabelse er mulig ved hjælp af sådanne genetiske teknologier.

Ved hjælp af genteknologi styrer læger kimæriseringsprocessen. Dette er muligt under knoglemarvstransplantation, andre organer eller blodtransfusioner. Dette er en form for skabelse af strålingskimerisme under kliniske forhold.

Hvad angår behandling af kimærer med eksterne manifestationer, som f.eks. hos et barn fra Texas med mosaikhudfarvning, forskellige øjenfarver eller med ekstra lemmer fra tvillinger, der er blevet optaget i livmoderen, sigter terapien mod at korrigere eksterne defekter. Behandlingen udføres i patientens første leveår. Dette gør det muligt at opnå gode resultater og minimere forstyrrelser i socialiseringsprocessen. I dette tilfælde anvendes ikke genetiske ændringer, dvs. fjernelse af en af DNA-strengene.

Forebyggelse

Undersøgelsen af genetiske anomalier i menneskekroppen har til formål at forhindre forskellige mutationer. Forebyggelse af kimærisme forårsaget af naturlige faktorer er umulig. Da der i dag ikke findes tilgængelige og sikre metoder, der gør det muligt at spore processen med embryonudvikling i moderens livmoder.

Men det er muligt at forhindre kimærisme forårsaget af procedurer efter transfusion (knoglemarvstransplantation, organtransplantation, blodtransfusion). Genteknologi anvendes af par, der har en høj risiko for at få børn med genetiske patologier. I dette tilfælde implanteres yderligere celler i embryoet for at forhindre mutationer, hvilket normaliserer det fremtidige barns kromosomsæt.

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

Vejrudsigt

Kimærisme hos mennesker er en forskellig genetisk kode i én organisme. Prognosen for en sådan mutation afhænger af årsagen, der forårsagede den. Hvis det er blodkimærer, kan en person gennem hele livet aldrig vide, at han har to sæt DNA. Dette skyldes, at der er behov for særlige undersøgelser for at opdage anomalien, og i de fleste tilfælde har denne type lidelse ingen ydre tegn. Hvis kimærisering er forbundet med kunstige metoder, er dens prognose vanskelig at bestemme. Under en knoglemarvstransplantation kan patientens blodtype, Rh-faktor og nogle udseendetræk (øjenfarve, hår), som donoren havde, således ændre sig.