Chimerism hos människor

Den samtidiga närvaron av celler av olika genotyper i kroppen är chimärism. Hos människor har det flera typer och orsaker till förekomst, låt oss överväga detta mer i detalj.

I grekisk mytologi är chimären ett monster med en getkropp, ett lejonhuvud och en lejonhals och en ormsvans. Hittills finns det cirka 100 kända fall av mänsklig chimärism. Den är inte relaterad till mytologin och är baserad på en specifik mutation av gener under befruktning och embryonal utveckling. Det patologiska tillståndet har flera typer och former, som skiljer sig åt i orsakerna till förekomsten.

Biologiska chimärer kan uppstå när två olika raser korsar sig. Mycket ofta manifesterar sig detta som en fördelning av olika pigmentering på kroppen. Om en fullständig fusion sker indikerar detta en blodpatologi, när barnet har två DNA-strängar. Eller tvillingar som vuxit upp i samma livmoder har tolerans mot varandras blodgrupp. En liknande defekt uppstår vid organtransplantation och till och med blodtransfusion.

[ 1 ], [ 2 ]

Orsaker av chimerism hos människor

Ur genetisk synvinkel uppstår mutationer på grund av närvaron av två eller flera cellsträngar hos en person, som utvecklats från olika zygoter. Orsakerna till chimerism är varierande, oftast är det blodblandning. Denna patologi provocerar fram uppkomsten av karyotypen 46,XX/46,XY. Defekten kan vara förknippad med blandningen av celler från en levande och en avliden tvilling i moderns livmoder eller sammanslagningen av två zygoter till ett embryo.

De främsta orsakerna till chimerism hos människor:

• Tetragametisk - två ägg smälter samman till ett, men vart och ett av dem befruktas av olika spermier. Detta händer när ett av embryona absorberar det andra i de tidiga stadierna av bildandet. På grund av detta har organen och cellerna i en organism en annan uppsättning kromosomer.
• Mikrochimerism – fosterceller penetrerar moderns blodomlopp och slår rot i dess vävnader. Det finns kända fall där embryots immunceller botat den gravida kvinnan från allvarliga sjukdomar och ökat motståndskraften mot onkologiska patologier. Denna process fungerar även i omvänd ordning, det vill säga att moderns celler integreras i embryot genom placentabarriären. Den största faran med sjukdomen är att barnet kan få moderns sjukdomar redan i livmodern.
• Tvillingsamverkan är en sammansmältning av blodkärl. Heterozygota tvillingembryon överför delar av sina celler till varandra. Detta resulterar i att barnet har två DNA-strängar.
• Posttransplantation – inträffar på grund av blodtransfusion eller organtransplantation. Kroppens egna celler samexisterar samtidigt med donatorns celler. I vissa fall är donatorns celler helt integrerade i den transplanterade organismen.
• Benmärgstransplantation – själva ingreppet syftar till genetisk transformation av patientens kropp. Med hjälp av strålning och läkemedel dödas patientens benmärg. Donatorceller introduceras i dess ställe. Om donatorchimärism detekteras enligt testresultaten har transplantatet slagit rot.

[ 3 ]

Patogenes

Mekanismen för chimerismutveckling beror på de faktorer som provocerade den. Patogenesen klassificeras i följande typer:

1. Transplantationschimärer (iatrogena)
2. Primär chimärism

• Embryonala
• Osäker

3. Sekundära mutationer

• Feto-fetala chimärer ("foster - foster")
• Mutationer mellan mor och foster
• Chimärer av typen "foster - mor"

Forskare har lyckats diagnostisera en tetragametisk sjukdom, det vill säga sammansmältning av två ägg som befruktats av olika spermier. Utvecklingsmekanismen för detta tillstånd indikerar närvaron av två DNA-strängar i ett (överlevande) embryo. Patogenesen för mikrochimerism indikerar penetration av barnets celler i moderns hematopoetiska system eller moderns celler i fostrets kropp.

En annan variant av defektutveckling är sammansmältning av blodkärl hos heterozygota tvillingar som överför sina genetiska data till varandra. Posttransplantation sker under transplantation av benmärg, hematopoetiska organ och under blodtransfusion. Det finns också kända fall av laboratoriemutationer (experiment utfördes på djur och växter) enligt den chimeriseringsmekanism som utvecklats av forskare.

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

Symtom av chimerism hos människor

För att avgöra om en person är en chimär är det nödvändigt att genomföra en omfattande genetisk undersökning. I de flesta fall finns det inga uppenbara symtom på ett patologiskt tillstånd. Naturligtvis om mutationen inte har några yttre tecken.

Chimerism uppstår under intrauterin utveckling. Det inträffar när två befruktade ägg smälter samman, varav det ena absorberar det andra, liksom när den genetiska informationen från embryot och modern blandas, eller som en komplikation av transfusionsprocedurer.

Externa symtom på chimerism hos människor uppträder när olika raser korsar sig. Detta kan se ut som olika ögonfärger hos ett barn eller mosaikfärgad hud. Men i de flesta fall upptäcks symtomen genom ett omfattande blodprov, vilket indikerar närvaron av två DNA-linjer.

Texas Kid

Ett av de mest sensationella fallen av chimärism som medicinen känner till är berättelsen om en mutation från olika etniciteter. Texas-barnet – så kallades denna händelse. Barnets högra hälft var en mulattflicka, och den vänstra hälften var en svart pojke. Detta är ett exempel på sann hermafroditism med genetiskt utvecklade primära och sekundära sexuella egenskaper hos båda könen i en och samma kropp. Chimären genomgick en operation, vilket gav honom det manliga könet och gjorde sig av med kvinnliga yttre egenskaper. Naturligtvis förblev barnet genetiskt bisexuellt med två DNA-strängar.

En annan skrämmande historia om chimerism handlar om en 11-årig kinesisk flicka. En tvillingbror, som absorberats av henne, utvecklas från hennes rygg. Sådana mutationer sker under intrauterin utveckling, när två zygoter (framtida tvillingar) slås samman till en organism. Det vill säga, två personer med sina egna gener hamnar i en kropp.

[ 8 ], [ 9 ]

Första tecken

Närvaron av två DNA-strängar hos en person är det första tecknet på chimärism. I de flesta fall manifesterar sig mutationen inte med yttre symtom. Det är möjligt att fastställa att en person är en chimär endast genom genetisk testning.

Låt oss titta på några fall av chimärism:

• En lärare från Boston behövde en njurtransplantation. Hennes tre barn gick med på att bli donatorer, men genetiska tester visade att två av dem inte var deras mors biologiska barn. Ytterligare tester avslöjade att läraren hade en tvillingsyster som hade smält samman med det överlevande fostret under embryonal utveckling. Det vill säga, läraren var en chimär, eftersom hon hade två olika uppsättningar gener som inte störde varandra.
• Ett annat fall av chimerismdetektering inträffade också under transplantation. Enligt resultaten av testerna var kvinnans biologiska barn genetiskt inte hennes barn. De var endast släkt med sin mormor. Därför utfördes en analys av håret, som innehöll ett annat genetiskt material, och bekräftade familjebanden.

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

Formulär

För att fastställa vad som orsakade mutationen samlar läkaren in anamnes och utför en mängd olika diagnostiska genetiska tester.

Genetisk chimärism

Tidigt i graviditeten, det vill säga under embryots bildande, kan ett antal mutationer uppstå. Genetisk chimärism uppstår när ett par befruktade ägg smälter samman till ett. Varje zygot innehåller en sträng av föräldra-DNA, det vill säga sin egen genetiska profil. Under föreningen behåller cellerna sin individuella genetiska uppsättning. Det vill säga att det resulterande embryot är en kombination av båda. I de flesta fall har personer med sådana mutationer ett immunförsvar som är tolerant mot alla genetiska populationer i kroppen.

I grund och botten är en sådan mänsklig mutation sin egen tvilling och är sällsynt. För att fastställa den genomförs en omfattande genetisk undersökning. Både föräldrar och barn genomgår DNA-analys. Mycket ofta är sådana studier nödvändiga för att fastställa ett biologiskt samband mellan barn och föräldrar, eftersom barnet har en annan genetisk profil.

[ 16 ]

Tetragametisk chimärism

Medicin känner till fall där föräldrar och barn, under tester, inte har någon genetisk likhet, det vill säga biologiskt sett är de inte släkt. Tetragametisk chimerism uppstår när två tvillingar förenas till en under embryonal utveckling. Ett barn dör, och den överlevande bär hans och hennes DNA.

Sådana fall av chimerism kan identifieras med flera tecken:

• Hermafroditism
• Röda blodkroppspopulationen
• Mosaik hudfärgning
• Olika ögonfärger

Forskare har beskrivit ett fall där barnets genetiska information under befruktningen inte överfördes från fadern, utan från hans tvillingbror som dog och absorberades i livmodern. Det vill säga, ur genetisk synvinkel är föräldern den avlidne tvillingbrodern. När man studerade detta fall fann man att barnets och faderns genetiska kod sammanfaller med 10 %.

Biologisk chimärism

Ett av de mystiska fenomen som medicinen känner till är kombinationen av flera genom i en kropp. Biologisk chimärism förekommer hos människor, djur och växter. Om vi betraktar denna mutation hos människor, förekommer den i följande fall:

• Sammansmältningen av två befruktade ägg till ett under embryonal utveckling.
• Organtransplantation, benmärgstransplantation, blodtransfusion.
• Incest av olika raser.

Fullständig fusion är möjlig när två foster som växer i samma livmoder använder samma placenta och har tolerans mot varandras blod. Det vill säga, om nödvändigt kan de få transfusion av varandras blod, eftersom avstötningsreaktionen undertrycks på genetisk nivå. Externt manifesterar sig en biologisk mutation som olikfärgade irisar hos en person eller en kombination av flera hudfärger (vanligtvis har de ett mosaikarrangemang).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Blodchimärism

Ett annat fantastiskt fenomen inom medicin är två blodgrupper hos en person. Blodchimerism uppstår på grund av en genetisk mutation under intrauterin utveckling. I naturen finns det sådana blodgrupper: O (I), A (II), B (III) och AB (IV).

• Blodgrupp A bär antigen (som får kroppen att producera antikroppar) A och antikroppar B.
• Blodgrupp B bär på B-antigenet och A-antikroppen.
• Grupp AB innehåller båda typerna av antigener men har inga antikroppar.
• Grupp A har båda typerna av antikroppar men inga antigener.

Baserat på detta är grupp A kompatibel med A och O, B med B och O. Unika mottagare är de med AB, eftersom deras biologiska vätska är kompatibel med alla befintliga grupper. Grupp O fungerar som en universell donator, men den är endast kompatibel med samma grupp O.

Baserat på anatomikursen är det känt att en levande organism bara kan ha en av dem. Eftersom immunceller inte accepterar främmande blod, orsakar det en avstötningsreaktion under transfusion. Ett undantag från denna regel är blodchimärer. Sådana människor har två olika typer av blod och vävnader som producerar blodkroppar av båda typerna. Sådan patologi förekommer både hos människor och djur. Alla kända chimärer är tvillingar. Blod delas mellan två embryon, de utbyter vävnader som producerar blod, och avstötningsreaktionen undertrycks.

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

Ofullständig chimärism av röda blodkroppar

Det finns naturliga och artificiella faktorer som framkallar uppkomsten av ofullständig erytrocytchimerism:

• Hos dizygota tvillingar uppstår naturliga mutationer på grund av utbyte av hematopoetiska celler genom vaskulära anastomoser.
• Artificiell chimerism uppstår vid allogen benmärgstransplantation och efter blodtransfusion. Detta sker på grund av eliminering av donatorröda blodkroppar och återgång till den ursprungliga blodgruppen. Vid organ- eller benmärgstransplantation ersätts patientens egna röda blodkroppar med donatorröda blodkroppar.

Ofullständig chimerism kännetecknas av närvaron av donator- och autologa röda blodkroppar hos mottagaren. Denna typ är en övergående cirkulation av donatorröda blodkroppar som har börjat återbildas eller som passivt transfunderas med benmärg.

Detta patologiska tillstånd är alarmerande. Det är förknippat med ospecificerade fysiska förändringar i mottagarens kropp. Dessutom kan chimärism orsaka psykiska problem, eftersom inte alla patienter är redo att acceptera sin förändrade anatomi och fysiologi.

Chimerism efter transfusion

Transfusiologi är vetenskapen om att hantera kroppen genom riktad påverkan på blodets morfologiska sammansättning genom transfusion. Chimerism efter transfusion uppstår när två olika blodgrupper blandas, när donatorceller helt ersätter eller samexisterar med mottagarens genetiska kod. Denna patologi kan kallas en komplikation av transfusion eller transplantation.

Följande transfusionsmedel utmärks:

• Blod och dess komponenter (erytrocyter, leukocyter, blodplättar, plasma).
• Blodersättningsmedel är medicinska lösningar som används vid blodproblem, för att normalisera eller ersätta dem.
• Benmärgs- och hematopoetisk organtransplantation.

Posttransfusionschimärism kan uppstå på grund av närvaron av leukocyter i donatorblod. Om leukocyter avlägsnas från den biologiska vätskan eller den röda blodkroppsmassan är risken för posttransfusionschimärism, alloimmunisering och andra komplikationer minimal.

Komplikationer och konsekvenser

En av farorna med chimerism är okontrollerade processer i människokroppen. Konsekvenserna av chimerisering kan vara förknippade med posttransfusionsprocedurer eller patologier under intrauterin utveckling.

Chimerism ifrågasätter också giltigheten av DNA-tester och många rättsfall. Den genetiska sjukdomen orsakar många problem med att fastställa faderskap. Det finns också en viss andel par som är infertila på grund av mutationen.

Närvaron av två DNA-strängar i en och samma organism kan orsaka ett antal komplikationer. Först och främst är detta förknippat med fysiska patologier. Vetenskapen känner till ett antal fall där barn föddes med olika ögonfärger, marmorpigmentering eller ytterligare lemmar från tvillingar som absorberats under embryonal utveckling.

En annan komplikation av denna mutation är att när organtransplantation krävs och en relaterad donator väljs, avslöjas en genetisk missmatchning. Detta väcker många frågor och komplicerar transplantationsprocessen. Efter transplantation kan förändringar i hårstruktur, blodgrupp och Rh-faktor uppstå.

Det finns ett känt fall där en patient som lider av AIDS och lymfom genomgick en benmärgstransplantation. Donatorn var bärare av en mutation som gav resistens mot viruset. Efter transplantationen förde mottagaren viruset vidare tillsammans med benmärgen. Detta ledde till att patienten blev helt botad från sina sjukdomar.

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

Diagnostik av chimerism hos människor

Chimerism diagnostiseras som regel med hjälp av DNA-analys, det vill säga ett test för att fastställa familjeband. Valet av denna studie förklaras av att defekten på cellnivå är en blandning av två genotyper i en och samma organism.

Högteknologiska molekylära metoder används för undersökning. Om chimerism misstänks genomgår patienten en uppsättning tester, instrumentell och obligatorisk differentialdiagnostik. Läkaren kommer att ta reda på familjehistoria, det vill säga den ärftliga predispositionen för mutationer.

Tester

Användningen av den ena eller andra metoden beror på tillgången på information om den möjliga typen av sjukdom. Tester för misstänkt chimerism syftar till genetisk testning av blod och DNA. Laboratoriemetoder för screening och detektion används, låt oss titta på dem:

1. Mutationsscreening används när mutationens natur är okänd, men familjehistoria tyder på förekomsten av en genomlagring.

• Analys av makroomarrangemang genom DNA-blotting.
• Heteroduplexanalys.
• Analys av enkelsträngat DNA-konformationspolymorfism.
• Elektrofores av dubbelsträngat DNA i en denaturerande gradient.
• Denaturerande högpresterande vätskekromatografi.

2. Kemisk detektion av oparade nukleotider - mutationsdetektion baseras på denaturering av ett kontrollprov med normalt DNA. Proverna kyls ner och bildar duprexer, av vilka vissa har oparade baser vilket indikerar en mutation.

• RNase-skydd.
• Undersökning.
• Mutationsdetektering.

De ovan beskrivna analyserna används i molekylär DNA-forskning för olika genetiska patologier, mutationer, inklusive chimärism.

Instrumentell diagnostik

Om man misstänker chimärism kommer patienten att genomgå en hel rad olika diagnostiska procedurer. Instrumentell diagnostik är nödvändig för att studera tillståndet och strukturen hos inre organ och andra strukturer i kroppen. Eftersom det är känt att vid chimärism producerar de hematopoetiska organen (benmärg, tymus, mjälte, endokrina körtlar etc.) blod med olika DNA-alleler.

Patienten genomgår screeningtester, datortomografi, magnetresonanstomografi, ultraljudsdiagnostik och andra procedurer. I de flesta fall är detaljerad instrumentell diagnostik nödvändig för organtransplantation eller blodtransfusion, när patienten vill agera som donator eller mottagare.

[ 33 ], [ 34 ]

Differentiell diagnos

En chimär är en kombinerad organism som härstammar från mer än en zygot. Det finns ett antal patologiska fall som har liknande ursprung. Differentialdiagnostik syftar till att identifiera dem.

Låt oss fundera över vem som ser ut som en chimär men inte är det:

1. Hybrider

• Genetisk.
• Somatisk.

2. Mosaiker

• Kromosomal.
• Genetisk.
• Epigenetisk.

3. Gynandromorfer
4. Teratogena effekter av varierande svårighetsgrad orsakade av störningar i gener som är ansvariga för utvecklingsprocesser.
5. Naturliga händelser som kan åtföljas av mutationer

• Frimartiner.
• Falsk hermafroditism.
• Svåra medfödda missbildningar.
• Sann hermafroditism.
• Ovotestis.
• Anomal vänortsbildning.

Under differentieringsprocessen beaktas alla ovan beskrivna genetiska mutationer, och patientens och dennes släktingars DNA undersöks.

Behandling av chimerism hos människor

Ett av bioteknikens verktyg är genteknik. Denna vetenskap är ett komplex av metoder som syftar till att isolera gener från en organism, utföra olika manipulationer med dem, introducera dem i olika organismer, erhålla rekombinant DNA och RNA. Behandling av chimärism, dess studier och skapande är möjlig med hjälp av sådan genetisk teknik.

Med hjälp av genteknik kontrollerar läkare chimeriseringsprocessen. Detta är möjligt under benmärgstransplantation, andra organ eller blodtransfusioner. Detta är en typ av skapande av strålningschimerism under kliniska förhållanden.

När det gäller behandling av chimärer med yttre manifestationer, såsom i fallet med Texas-barnet, med mosaikfärgad hud, olika ögonfärger eller med ytterligare lemmar från tvillingar som absorberats i livmodern, syftar terapin till att korrigera yttre defekter. Behandlingen utförs under patientens första levnadsår. Detta gör det möjligt att uppnå goda resultat och minimera störningar i socialiseringsprocessen. I detta fall används inte genetiska förändringar, dvs. borttagning av en av DNA-strängarna.

Förebyggande

Studien av genetiska avvikelser i människokroppen syftar till att förhindra olika mutationer. Att förebygga chimerism orsakad av naturliga faktorer är omöjligt. Eftersom det idag inte finns några tillgängliga och säkra metoder som gör det möjligt att spåra processen för embryonal utveckling i moderns livmoder.

Men det är möjligt att förhindra chimerism orsakad av posttransfusionsprocedurer (benmärgstransplantation, organtransplantation, blodtransfusion). Genteknik används av par som har hög risk att få barn med genetiska patologier. I detta fall, för att förhindra mutationer, implanteras ytterligare celler i embryot, vilket normaliserar det framtida barnets kromosomuppsättning.

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

Prognos

Chimerism hos människor är en annan genetisk kod i en organism. Prognosen för en sådan mutation beror på orsaken som orsakade den. Om det är blodchimärer, kan en person under hela livet aldrig veta att hen har två uppsättningar DNA. Detta beror på att speciella studier behövs för att upptäcka anomalin och i de flesta fall har denna typ av sjukdom inga yttre tecken. Om chimerisering är förknippad med artificiella metoder är dess prognos svår att fastställa. Således kan patientens blodgrupp, Rh-faktor och vissa utseendemässiga egenskaper (ögonfärg, hår) som givaren hade förändras under en benmärgstransplantation.