Epitelovo-mezenchymálny prechod alebo EMT označuje transformáciu epitelových buniek na mezenchymálne bunky. Táto transformácia má veľký význam pre embryonálny vývoj. Tento proces však zohráva kľúčovú úlohu aj pri vývoji metastázy u karcinómov.
Čo je to epitelovo-mezenchymálny prechod?
Epitelovo-mezenchymálny prechod je konverzia už diferencovaných epitelových buniek na nediferencované mezenchymálne kmeňové bunky. Tento proces má mimoriadny význam počas embryonálneho vývoja. V priebehu tejto transformácie sa epiteliálne bunky uvoľnia z väzby a môžu migrovať v tele. Pri tom prechádzajú cez bazálnu membránu. Bazálna membrána oddeľuje epitel, gliové bunky a endothelium z spojivové tkanivo-ako medzibunkový priestor. Ako nediferencované multipotentné kmeňové bunky sa migrované bunky dostanú do všetkých oblastí vyvíjajúceho sa organizmu a môžu sa opäť diferencovať na akýkoľvek typ buniek. Bunky epitelu tvoria tzv epitel, čo je súhrnný názov pre žľazové a krycie tkanivo. Mezenchým zahŕňa želatínové a embryonálne spojivové tkanivá, z ktorých kosti, chrupavka, hladké svalstvo, srdcový sval, obličky, kôra nadobličiek, krvotvorný systém s krv a lymfatické plavidláa vyvíjajú sa retikulárne, tesné a voľné spojivové tkanivá.
Funkcia a úloha
Prechod medzi epitelom a mezenchýmom je dôležitý proces počas embryogenézy. V tomto období dochádza k zvýšenému rastu, na ktorom sa podieľajú všetky bunky tela. Do týchto rastových procesov sú zapojené už diferencované epitelové bunky. Z tohto dôvodu sa však musia konvertovať späť na multipotentné kmeňové bunky. K najintenzívnejšiemu rastu dochádza v prvých ôsmich týždňoch roku tehotenstva. Samotný proces embryogenézy sa začína približne šiesty deň roku tehotenstva po takzvanom zárodočnom štádiu (vývoj buniek) a trvá do konca ôsmeho týždňa tehotenstva. V tejto fáze získava epitelovo-mezenchymálny prechod veľký význam, pretože všetky orgány sú vytvorené už teraz. Mnoho epiteliálnych buniek tu opäť stráca svoju diferenciáciu a pripútanosť. Migrujú cez bazálnu membránu a distribuujú sa po celom tele. Tam sa opäť správajú ako normálne multipotentné kmeňové bunky a prechádzajú obnovenou diferenciáciou na rôzne typy buniek. Môžu sa samozrejme tiež diferencovať späť na bunky epitelu. Aby sa to dosiahlo, musí sa najskôr znížiť kontakt buniek a musí sa obrátiť polarita buniek epitelu. Bunkovým kontaktom sa rozumie súdržnosť buniek takzvanou adhéziou molekuly. Jednou dôležitou adhéznou molekulou je E-kadherín. E-kadherín je transmembránový glykoproteín, od ktorého závisí vápnik ióny. Spája epitelové bunky dohromady a zaisťuje polaritu buniek a prenos signálu. Počas embryogenézy je aktivita E-kadherínu znížená. To vedie k uvoľneniu bunkovej asociácie. Zároveň zmizne aj polarita buniek. Epiteliálne bunky majú takzvanú apikálnu (vonkajšiu) stranu a bazálnu stranu obrátenú k podkladovému tkanivu. Vonkajšia strana je umiestnená na povrchu koža a sliznice, zatiaľ čo bazálna strana je spojená s spojivové tkanivo nachádza sa pod bazálnou laminou. Obe strany majú odlišné funkčné a štrukturálne rozdiely, ktoré umožňujú morfológiu orgánov. Avšak embryogenéza si vyžaduje rýchle zmeny a flexibilitu buniek, aby sa mohli rýchlo prispôsobiť rastovým procesom. Po ukončení embryogenézy stráca epitelovo-mezenchymálny prechod pre organizmus svoj význam.
Choroby a poruchy
Epitelovo-mezenchymálny prechod (EMT) prospieva organizmu iba vo veľmi krátkom období embryogenézy. Po búrlivej rastovej fáze sa bunky diferencujú. Potreba veľkého počtu multipotentných kmeňových buniek potom už neexistuje. Preto je tento proces deaktivovaný. Ak napriek tomu dôjde k aktivácii epitelovo-mezenchymálneho prechodu po ukončení embryogenézy, zvyčajne k tomu dôjde v súvislosti s malígnym ochorením. nádorové ochorenia. EMT je teda zodpovedná za vývoj metastázy v kontexte rakovina. Proces je podobný embryogenéze. Celkovo ide o viacvrstvový proces založený na genetických regulačných mechanizmoch, ktoré ešte nie sú úplne pochopené. Napríklad veľa zodpovedných génov je aktívnych iba počas embryonálneho vývoja. Potom sú umlčaní. Jednou z možných príčin obnovenej aktivácie týchto génov by mohla byť regulácia transkripčného faktora Sox4. Zodpovedajúce výsledky výskumu boli prezentované na univerzite v Bazileji. Sox4 zase aktivuje množstvo ďalších génov zapojených do prechodu epiteliálno-mezenchýmu. Predpokladá sa, že nečinnosť zodpovedajúcich génov je spôsobená ich nečitateľnosťou v dôsledku toho, že sú určité obalené proteíny (históny). Avšak Sox4 gen zaisťuje tvorbu enzýmu zvaného Ezh2. Toto je metyltransferáza, ktorá indukuje metyláciu zodpovedajúcich histónov. V tomto procese sa ostatné zapojené gény stanú znovu čitateľnými, a tak aktivujú epiteliálno-mezenchymálny prechod. Zmena genetického materiálu sa uskutočňuje v rakovinovom nádore a poskytuje tak dôvod na úplnú diferenciáciu rakovina bunky. Bez epitelovo-mezenchymálneho prechodu sa rakovina iba by rast v mieste svojho vzniku a nerozšíril sa. Metastáza však robí nádor obzvlášť zhubným a agresívnym. Preto sa pracuje na vývoji drogy ktoré inhibujú tvorbu metyltransferázy Ezh2. Príslušné drogy už boli vyvinuté, aj keď sa stále testujú. Na jednej strane by inhibícia tvorby metastáz zmiernila agresivitu rastu rakoviny a na druhej strane by otvorila šancu na liečenie predtým beznádejných prípadov.
