Химеризам код људи

Истовремено присуство ћелија различитих генотипова у телу је химеризам. Код људи има неколико врста и узрока настанка, размотримо ово детаљније.

У грчкој митологији, химера је чудовиште са телом козе, главом и вратом лава и змијским репом. До данас је познато око 100 случајева људског химеризма. Није повезан са митологијом и заснива се на специфичној мутацији гена током зачећа и развоја ембриона. Патолошко стање има неколико врста и облика, који се разликују по узроцима настанка.

Биолошке химере могу настати када се две различите расе укрштају. Врло често се то манифестује као расподела различите пигментације по телу. Ако дође до потпуног спајања, то указује на крвну патологију, када дете има два ланца ДНК. Или близанци који су одрасли у истој материци имају толеранцију на крвну групу једни других. Сличан дефект се јавља током трансплантације органа, па чак и трансфузије крви.

[ 1 ], [ 2 ]

Узроци химеризма код људи

Са генетске тачке гледишта, мутације настају због присуства два или више ћелијских ланаца код особе, које се развијају из различитих зигота. Узроци химеризма су разноврсни, најчешће је то мешање крви. Ова патологија провоцира појаву кариотипа 46,XX/46,XY. Дефект може бити повезан са мешањем ћелија живог и преминулог близанца у мајчиној утроби или спајањем два зигота у један ембрион.

Главни узроци химеризма код људи:

• Тетрагаметски - два јајна ћелија се спајају у једно, али свако од њих је оплођено различитим сперматозоидима. То се дешава када, у раним фазама формирања, један од ембриона апсорбује други. Због тога, органи и ћелије једног организма имају различит скуп хромозома.
• Микрохимеризам – феталне ћелије продиру у крвоток мајке и укорењују се у њеним ткивима. Познати су случајеви када су имуне ћелије ембриона излечиле трудницу од озбиљних болести и повећале отпорност на онколошке патологије. Овај процес функционише и обрнуто, односно, мајчине ћелије се интегришу у ембрион кроз плацентну баријеру. Главна опасност од поремећаја је да беба може да добије мајчине болести док је још у материци.
• Твининг је спајање крвних судова. Хетерозиготни ембриони близанаца преносе делове својих ћелија једни другима. То резултира тиме да дете има два ланца ДНК.
• Посттрансплантационо – настаје услед трансфузије крви или трансплантације органа. Сопствене ћелије тела коегзистирају истовремено са ћелијама донора. У неким случајевима, ћелије донора су потпуно интегрисане у трансплантирани организам.
• Трансплантација коштане сржи – сама процедура има за циљ генетску трансформацију тела пацијента. Коришћењем зрачења и лекова, коштана срж пацијента се убија. Уместо ње се убацују ћелије донора. Ако се према резултатима теста открије донорски химеризам, трансплантација је прихваћена.

[ 3 ]

Патогенеза

Механизам развоја химеризма зависи од фактора који су га изазвали. Патогенеза се класификује у следеће типове:

1. Трансплантационе (јатрогене) химере
2. Примарни химеризам

• Ембрионално
• Неизвесно

3. Секундарне мутације

• Фето-феталне химере („фетус - фетус“)
• Мутације мајке и фетуса
• Химере типа „фетус - мајка“

Научници су успели да дијагностикују тетрагаметски поремећај, односно спајање две јајне ћелије оплођене различитим сперматозоидима. Механизам развоја овог стања указује на присуство два ланца ДНК у једном (преживелом) ембриону. Патогенеза микрохимеризма указује на продор ћелија бебе у хематопоетски систем мајке или ћелија мајке у тело фетуса.

Друга варијанта развоја дефекта је спајање крвних судова хетерозиготних близанаца који једни другима преносе своје генетске податке. Посттрансплантација се јавља током трансплантације коштане сржи, хематопоетских органа и током трансфузије крви. Познати су и случајеви лабораторијских мутација (експерименти су спроведени на животињама и биљкама) према механизму химеризације који су развили научници.

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

Симптоми химеризма код људи

Да би се утврдило да ли је особа химера, потребно је спровести свеобухватни генетски преглед. У већини случајева нема очигледних симптома патолошког стања. Наравно, ако мутација нема спољашње знаке.

Химеризам се јавља током интраутериног развоја. Јавља се када се две оплођене јајне ћелије спајају, од којих једна апсорбује другу, као и када се генетске информације ембриона и мајке помешају, или као компликација трансфузионих процедура.

Спољашњи симптоми химеризма код људи јављају се када се различите расе укрштају. То изгледа као различите боје очију код детета или мозаична боја коже. Али у већини случајева, симптоми се откривају свеобухватним тестом крви, који указује на присуство две ДНК линије.

Тексашки клинац

Један од најсензационалнијих случајева химеризма познатих медицини је прича о међурасној мутацији. Тексашка беба - тако је назван овај инцидент. Десна половина бебе била је мулаткиња, а лева половина црни дечак. Ово је пример правог хермафродитизма са генетски развијеним примарним и секундарним полним карактеристикама оба пола у једном телу. Химера је подвргнута операцији, дајући му мушки пол, а ослободивши се женских спољашњих карактеристика. Наравно, генетски је дете остало бисексуално са два ланца ДНК.

Још једна застрашујућа прича о химеризму говори о једанаестогодишњој кинеској девојчици. Из њених леђа се развија брат близанац, кога је апсорбовала. Такве мутације се јављају током интраутериног развоја, када се два зигота (будући близанци) спајају у један организам. То јест, у ствари, две особе са својим сопственим скупом гена завршавају у једном телу.

[ 8 ], [ 9 ]

Први знаци

Присуство два ланца ДНК код једне особе је први знак химеризма. У већини случајева, мутација се не манифестује спољашњим симптомима. Могуће је утврдити да је особа химера само генетским тестирањем.

Погледајмо неке случајеве химеризма:

• Бостонској учитељици је била потребна трансплантација бубрега. Њено троје деце је пристало да буду донори, али је генетско тестирање показало да двоје од њих нису биолошка деца њихове мајке. Даља тестирања су показала да учитељица има сестру близнакињу која се спојила са преживелим фетусом током ембрионалног развоја. То јест, учитељица је била химера, пошто је имала два различита сета гена који се нису међусобно мешали.
• Још један случај откривања химеризма догодио се током трансплантације. Према резултатима тестова, биолошка деца жене нису генетски била њена деца. Била су у сродству само са својом баком. Стога је спроведена анализа косе, која је садржала другачији генетски материјал, и потврђене су породичне везе.

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

Обрасци

Да би утврдио шта је узроковало мутацију, лекар прикупља анамнезу и спроводи разне дијагностичке генетске тестове.

Генетски химеризам

У раној трудноћи, односно током формирања ембриона, може доћи до бројних мутација. Генетски химеризам се јавља када се пар оплођених јајних ћелија споји у једну. Свака зигота садржи ланац родитељске ДНК, односно свој генетски профил. Током спајања, ћелије задржавају свој индивидуални генетски састав. То јест, резултујући ембрион је комбинација оба. У већини случајева, људи са таквим мутацијама имају имуни систем који је толерантан на све генетске популације у телу.

У суштини, таква људска мутација је свој сопствени близанац и ретка је. Да би се утврдила, спроводи се свеобухватни генетски преглед. И родитељи и дете се подвргавају ДНК анализи. Врло често су такве студије неопходне да би се успоставила биолошка веза између деце и родитеља, пошто дете има другачији генетски профил.

[ 16 ]

Тетрагаметски химеризам

Медицина познаје случајеве када, током испитивања, родитељи и деца немају генетску сличност, односно биолошки нису у сродству. Тетрагаметски химеризам се јавља када се два близанца споје у једног током ембрионалног развоја. Једно дете умире, а преживело носи његов и њен ДНК.

Такви случајеви химеризма могу се идентификовати по неколико знакова:

• Хермафродитизам
• Популација црвених крвних зрнаца
• Мозаична обојеност коже
• Различите боје очију

Научници су описали случај где је, током зачећа, генетска информација детета пренета не од оца, већ од његовог брата близанца који је умро и апсорбован је у материци. То јест, са генетске тачке гледишта, родитељ је преминули брат близанац. Приликом проучавања овог случаја, утврђено је да се генетски код детета и његовог оца поклапа за 10%.

Биолошки химеризам

Један од мистериозних феномена познатих медицини је комбинација неколико генома у једном телу. Биолошки химеризам се јавља код људи, животиња и биљака. Ако узмемо у обзир ову мутацију код људи, она се јавља у следећим случајевима:

• Спајање две оплођене јајне ћелије у једну током ембрионалног развоја.
• Трансплантација органа, трансплантација коштане сржи, трансфузија крви.
• Инцест различитих раса.

Потпуно срастање је могуће када два фетуса која расту у истој материци користе исту плаценту и имају толеранцију на међусобну крв. То јест, ако је потребно, могу добити трансфузију међусобне крви, пошто је реакција одбацивања потиснута на генетском нивоу. Споља, биолошка мутација се манифестује као различите боје шареница код једне особе или комбинација неколико боја коже (обично имају мозаични распоред).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Крвни химеризам

Још један невероватан феномен у медицини су две крвне групе код једне особе. Крвни химеризам настаје због генетске мутације током интраутериног развоја. У природи постоје такве крвне групе: О (I), А (II), Б (III) и АБ (IV).

• Крвна група А носи антиген (подстиче тело да производи антитела) А и антитела Б.
• Крвна група Б носи Б антиген и А антитело.
• Група АБ садржи обе врсте антигена, али нема антитела.
• Група А има обе врсте антитела, али нема антигене.

На основу овога, група А је компатибилна са А и О, Б са Б и О. Јединствени примаоци су они са АБ, јер је њихова биолошка течност компатибилна са свим постојећим групама. Група О делује као универзални донор, али је компатибилна само са истом групом О.

На основу курса анатомије, познато је да живи организам може имати само једну од њих. Пошто имуне ћелије не прихватају страну крв, што изазива реакцију одбацивања током трансфузије. Изузетак од овог правила су крвне химере. Такве особе имају две различите врсте крви и ткива која производе крвне ћелије обе врсте. Таква патологија се јавља и код људи и код животиња. Све познате химере су близанци. Крв се дели између два ембриона, они размењују ткива која производе крв, а реакција одбацивања је потиснута.

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

Непотпуни химеризам црвених крвних зрнаца

Постоје природни и вештачки фактори који изазивају појаву непотпуног химеризма еритроцита:

• Код дизиготних близанаца, природне мутације настају услед размене хематопоетских ћелија кроз васкуларне анастомозе.
• Вештачки химеризам се јавља током алогене трансплантације коштане сржи и након трансфузије крви. Ово се дешава због елиминације донорских црвених крвних зрнаца и враћања на првобитну крвну групу. Током трансплантације органа или коштане сржи, пацијентова сопствена црвена крвна зрнца се замењују донорским.

Непотпуни химеризам карактерише присуство донорских и аутологних црвених крвних зрнаца код примаоца. Овај тип је пролазна циркулација донорских црвених крвних зрнаца која су почела да се репопулирају или су пасивно трансфузована коштаном сржи.

Ово патолошко стање је алармантно. Повезано је са неспецификованим физичким променама у телу примаоца. Поред тога, химеризам може изазвати психолошке проблеме. Пошто нису сви пацијенти спремни да прихвате своју измењену анатомију и физиологију.

Посттрансфузиони химеризам

Трансфузиологија је наука о управљању телом кроз циљани утицај на морфолошки састав крви путем трансфузије. Посттрансфузиони химеризам се јавља када се две различите крвне групе помешају, када ћелије донора потпуно замењују или коегзистирају са генетским кодом примаоца. Ова патологија се може назвати компликацијом трансфузије или трансплантације.

Разликују се следећи трансфузиони агенси:

• Крв и њене компоненте (еритроцити, леукоцити, тромбоцити, плазма).
• Замене за крв су лековити раствори који се користе у случајевима поремећаја крвне функције, ради њене нормализације или замене.
• Трансплантација коштане сржи и хематопоетских органа.

Посттрансфузиони химеризам може се јавити због присуства леукоцита у крви донора. Ако се леукоцити уклоне из биолошке течности или масе црвених крвних зрнаца, ризик од посттрансфузионог химеризма, алоимунизације и других компликација је минималан.

Компликације и посљедице

Једна од опасности химеризма су неконтролисани процеси у људском телу. Последице химеризације могу бити повезане са посттрансфузионим процедурама или патологијама током интраутериног развоја.

Химеризам такође доводи у питање валидност ДНК тестова и многих судских случајева. Генетски поремећај изазива многе проблеме у утврђивању очинства. Постоји и одређени проценат парова који су неплодни због мутације.

Присуство два ланца ДНК у једном организму може изазвати низ компликација. Пре свега, ово је повезано са физичким патологијама. Наука познаје низ случајева где су деца рођена са различитим бојама очију, мермерном пигментацијом или додатним удовима од близанаца апсорбованих током ембрионалног развоја.

Још једна компликација ове мутације је да када је потребна трансплантација органа и одабере се сродни донор, открива се генетска неусклађеност. Ово покреће многа питања и компликује процес трансплантације. Након трансплантације могу се јавити промене у структури косе, крвној групи и Rh фактору.

Познат је случај где је пацијент који је боловао од АИДС-а и лимфома подвргнут трансплантацији коштане сржи. Донор је био носилац мутације која је обезбедила отпорност на вирус. Након трансплантације, прималац ју је пренео заједно са коштаном сржи. То је довело до тога да се пацијент потпуно излечи од својих болести.

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

Дијагностика химеризма код људи

По правилу, химеризам се дијагностикује помоћу ДНК анализе, односно теста за утврђивање породичних веза. Избор ове студије објашњава се чињеницом да је на ћелијском нивоу дефект мешавина два генотипа у једном организму.

За испитивање се користе високотехнолошке молекуларне методе. Уколико се сумња на химеризам, пацијент ће проћи кроз сет тестова, инструменталну и обавезну диференцијалну дијагностику. Лекар ће сазнати о породичној историји, односно наследној предиспозицији ка мутацијама.

Тестови

Употреба једне или друге методе зависи од доступности информација о могућој врсти поремећаја. Тестови за сумњу на химеризам усмерени су на генетско тестирање крви и ДНК. Користе се лабораторијске методе скрининга и детекције, размотримо их:

1. Скрининг мутација се користи када је природа мутације непозната, али породична историја сугерише присуство преуређења гена.

• Анализа макропреуређења помоћу ДНК блотинга.
• Хетеродуплексна анализа.
• Анализа полиморфизма конформације једноланчане ДНК.
• Електрофореза дволанчане ДНК у градијенту денатуранта.
• Денатурирајућа течна хроматографија високих перформанси.

2. Хемијска детекција неспарених нуклеотида - детекција мутација заснива се на денатуризацији контролног узорка нормалном ДНК. Узорци се хладе, формирајући дупрексе, од којих ће неки имати неспарене базе што указује на мутацију.

• РНазна заштита.
• Скрининг.
• Детекција мутација.

Горе описане анализе се користе у молекуларним истраживањима ДНК за различите генетске патологије, мутације, укључујући химеризам.

Инструментална дијагностика

Уколико се посумња на химеризам, пацијент ће проћи кроз читав низ различитих дијагностичких процедура. Инструментална дијагностика је неопходна за проучавање стања и структуре унутрашњих органа и других структура тела. Пошто је познато да код химеризма хематопоетски органи (коштана срж, тимус, слезина, ендокрине жлезде итд.) производе крв са различитим ДНК алелима.

Пацијент се подвргава скрининг тестовима, ЦТ, МРИ, ултразвучној дијагностици и другим процедурама. У већини случајева, детаљна инструментална дијагностика је неопходна за трансплантацију органа или трансфузију крви, када пацијент жели да делује као донор или прималац.

[ 33 ], [ 34 ]

Диференцијална дијагноза

Химера је комбиновани организам који је настао из више зигота. Постоји низ патолошких случајева који имају слично порекло. Диференцијална дијагностика има за циљ њихову идентификацију.

Хајде да размотримо ко изгледа као химера, али није химера:

1. Хибриди

• Генетски.
• Соматски.

2. Мозаици

• Хромозомски.
• Генетски.
• Епигенетски.

3. Гинандроморфи
4. Тератогени ефекти различитог степена тежине узроковани поремећајем гена одговорних за развојне процесе.
5. Природне појаве које могу бити праћене мутацијама

• Фримартинс.
• Лажни хермафродитизам.
• Тешке конгениталне аномалије.
• Прави хермафродитизам.
• Овотестис.
• Аномално близаначење.

Током процеса диференцијације, разматрају се све горе описане генетске мутације, а испитује се ДНК пацијента и његових рођака.

Третман химеризма код људи

Један од алата биотехнологије је генетски инжењеринг. Ова наука је комплекс метода усмерених на изоловање гена из организма, извођење различитих манипулација са њима, њихово уношење у различите организме, добијање рекомбинантне ДНК и РНК. Лечење химеризма, његово проучавање и стварање, могуће је уз помоћ таквих генетских технологија.

Уз помоћ генетског инжењеринга, лекари контролишу процес химеризације. То је могуће током трансплантације коштане сржи, других органа или трансфузије крви. Ово је врста стварања радијационог химеризма у клиничким условима.

Што се тиче лечења химера са спољашњим манифестацијама, као што је случај детета из Тексаса, са мозаичном бојом коже, различитим бојама очију или са додатним удовима од близанаца апсорбованих у материци, терапија је усмерена на исправљање спољашњих дефеката. Лечење се спроводи у првим годинама живота пацијента. Ово омогућава постизање добрих резултата и минимизирање поремећаја у процесу социјализације. У овом случају се не користе генетске промене, односно уклањање једног од ланаца ДНК.

Превенција

Проучавање генетских аномалија у људском телу има за циљ спречавање разних мутација. Спречавање химеризма изазваног природним факторима је немогуће. Пошто данас не постоје приступачне и безбедне методе које омогућавају праћење процеса развоја ембриона у мајчиној утроби.

Али је могуће спречити химеризам изазван посттрансфузионим процедурама (трансплантација коштане сржи, трансплантација органа, трансфузија крви). Генетски инжењеринг користе парови који имају висок ризик од рађања деце са генетским патологијама. У овом случају, да би се спречиле мутације, додатне ћелије се имплантирају у ембрион, нормализујући хромозомски сет будућег детета.

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

Прогноза

Химеризам код људи је другачији генетски код у једном организму. Прогноза такве мутације зависи од узрока који ју је изазвао. Ако су то крвне химере, онда током живота особа можда никада неће сазнати да има два сета ДНК. То је због чињенице да су потребне посебне студије за откривање аномалије и у већини случајева ова врста поремећаја нема спољашње знаке. Ако је химеризација повезана са вештачким методама, онда је њену прогнозу тешко одредити. Дакле, током трансплантације коштане сржи, пацијентова крвна група, Рх фактор и неке карактеристике изгледа (боја очију, коса) које је донор имао могу се променити.