Transdétermination

UNE Transdétermination en biologie représente la reprogrammation d'une cellule corporelle différenciée. En règle générale, le processus de différenciation des cellules du corps de l'ovule fécondé à l'organisme pleinement développé est irréversible. Dans certaines conditions, cependant, une cellule déterminée dans sa différenciation peut être reprogrammée.

Qu'est-ce que la transdétermination?

La transdétermination signifie la transformation d'un état déterminé en un autre état déterminé.En biologie, la transdétermination est caractérisée par la reprogrammation d'une cellule corporelle déjà différenciée en une autre cellule corporelle différenciée.

Dans le cas des humains et de la plupart des animaux multicellulaires, le développement des organismes commence par l'ovule fécondé. Tout l'organisme se développe à partir de cette première cellule. Au fur et à mesure que les cellules se divisent, les cellules individuelles deviennent de plus en plus différenciées ou spécialisées au cours de l'embryogenèse. C'est ainsi que se développent les organes. Les cellules hépatiques, par exemple, ont la même information génétique que les cellules cardiaques. Dans les deux types de cellules, cependant, les informations génétiques nécessaires sont extraites de différents gènes.

Dans le cadre de la différenciation, certains gènes sont arrêtés par méthylation ou modification des histones. La différenciation a lieu en ce que différents gènes sont désactivés d'une lignée cellulaire à l'autre.

Pendant la transdétermination, les gènes inactifs sont réactivés et les gènes précédemment activés sont à nouveau inactifs. Un exemple serait la transformation complexe d'une cellule cutanée en cellule hépatique.

Fonction et tâche

L'ovule fécondé est la première cellule de l'organisme. C'est la cellule souche originale de toutes les cellules plus tardives hautement différenciées. Avec les huit premières cellules, on parle de cellule souche totipotente. Ces premières cellules sont encore totalement indifférenciées et peuvent chacune se développer en un organisme indépendant.

Après la huitième division cellulaire, des cellules souches pluripotentes ou embryonnaires se forment. Ceux-ci peuvent encore se transformer en cellules des trois couches germinales (ectoderme, mésoderme, endoderme). Cependant, ils ont déjà perdu la capacité de se développer en organismes indépendants.

Le développement ultérieur conduit à des cellules souches post-embryonnaires, qui sont subdivisées en cellules souches fœtales, néonatales et adultes en fonction du stade de développement. Les cellules souches post-embryonnaires représentent déjà différentes lignées cellulaires qui peuvent se transformer en certains systèmes organiques. Eux aussi ont encore un potentiel de différenciation, bien que cela ne soit lié qu'à certains types de cellules. Ils sont appelés cellules souches multipotentes. Par exemple, les cellules souches neurales peuvent encore se transformer en différentes formes de cellules nerveuses, mais plus en cellules sanguines.

UNE Transdifférenciation ou la transdétermination des cellules est possible. Cependant, il est controversé de savoir si une cellule corporelle totalement différenciée peut être reprogrammée. Pour ce faire, il faudrait activer l'expression de milliers de gènes et désactiver en même temps des milliers d'autres gènes, par exemple pour transformer une cellule cutanée en cellule musculaire. Jusqu'à présent, on a supposé que seules les cellules souches adultes étaient encore capables de le faire. Leur potentiel de différenciation dépasse même le cotylédon.

La reprogrammation se déroule généralement en deux étapes. Il y a tout d'abord une dédifférenciation de la cellule. Après la division cellulaire, la différenciation a lieu à nouveau dans une orientation différente. Une telle transdétermination a lieu au sein de l'organisme, par exemple lors de la cicatrisation des plaies. Une grande variété de types de cellules nécessaires au processus de guérison se développe à partir de cellules souches adultes.

À l'avenir, la médecine aura probablement d'excellentes perspectives en tant qu'alternative à la technologie de transplantation actuelle. De cette manière, les organes malades peuvent être cultivés directement à partir de leurs propres cellules souches adultes. Des années de traitement médicamenteux pour limiter les réactions de rejet appartiendraient au passé. Dans diverses études in vitro de cultures cellulaires, un facteur de croissance a été utilisé pour dédifférencier et redifférencier les cellules.

Dans le cadre de la recherche sur les cellules souches, il a été découvert que les cellules souches pourraient remplacer les cellules qui ont été détruites lors d'une crise cardiaque. Cependant, les résultats suggèrent également que la guérison n'est pas basée sur le remplacement par les cellules trans-déterminées, mais sur la stimulation de la croissance cellulaire et des processus de différenciation cellulaire. Les cellules souches adultes font également leurs preuves dans la régénération du cartilage et des os.

Maladies et affections

En relation avec la transdétermination, des maladies graves surviennent à maintes reprises. Le développement du cancer repose sur la dédifférenciation des cellules du corps. Les changements au sein de la cellule peuvent conduire à une division cellulaire indifférenciée, qui peut englober tout le corps par la formation de métastases. Les causes peuvent être des mutations somatiques, des virus ou des profils cellulaires incontrôlables pendant les processus de guérison.

La dédifférenciation peut être rapide. Cependant, il existe également des formes de cancer dans lesquelles la tumeur reste longtemps différenciée. Cependant, aucune autre différenciation n'a lieu après la phase de dédifférenciation. Les cellules en division sont dégénérées et s'éloignent de leur état initial après chaque division cellulaire.

Les informations génétiques sont également soumises à des changements constants. Par exemple, la cicatrisation des plaies est un processus naturel basé sur la transdétermination. Ici, les cellules souches adultes sont transformées en cellules de peau différenciées, en cellules du tissu conjonctif ou en cellules d'autres types, mais dans de rares cas, une tumeur maligne se forme dans le cadre de la division cellulaire constante.

La même chose peut se produire après des réactions immunitaires. Les lymphomes sont, entre autres, l'expression d'un système immunitaire incontrôlable.