Epitelial-mesenkymal overgang

De epitelial-mesenkymal overgang, også EMT kalt, refererer til transformasjon av epitelceller til mesenkymale celler. Denne transformasjonen er av stor betydning for embryonal utvikling. Imidlertid spiller denne prosessen også en nøkkelrolle i utviklingen av metastaser i karsinomer.

Hva er den epitelial-mesenkymale overgangen

En epitel-mesenchymal overgang er en konvertering av allerede differensierte epitelceller til udifferensierte mesenkymale stamceller. Denne prosessen er av særlig betydning under embryonal utvikling.

Som en del av denne transformasjonen frigjøres epitelcellene fra deres binding og kan vandre i kroppen. På den måten passerer de gjennom kjellermembranen. Kjellermembranen skiller epitelia, gliaceller og endotel fra bindevevslignende celleplass. Som udifferensierte multipotente stamceller når de migrerte cellene alle områder av den utviklende organismen og kan differensieres igjen til hvilken som helst celletype.

Epitelcellene danner det såkalte epitelet, som er en samlebetegnelse på kjertel og dekkende vev. Mesenchymet omfatter det gelatinøse og embryonale bindevevet som bein, brusk, glatte muskler, hjertemuskler, nyrer, binyrebark, det bloddannende systemet med blod og lymfekar, samt retikulært, fast og løs bindevev utvikler.

Funksjon & oppgave

Epitel-mesenkymal overgang er en viktig prosess under embryogenese. I løpet av denne tiden skjer en økt vekst, der alle celler i kroppen deltar. Epitelceller som allerede er differensiert er også inkludert i disse vekstprosessene. For å gjøre dette, må de imidlertid konverteres tilbake til multipotente stamceller.

Den mest intense veksten oppstår i de første åtte ukene av svangerskapet. Selve embryogenesen begynner rundt den sjette svangerskapsdagen etter det såkalte spiringsstadiet (celleutvikling) og varer til slutten av den åttende graviditeten. I denne fasen er den epitelial-mesenkymale overgangen av stor betydning, siden alle organer nå blir opprettet. Mange epitelceller mister sin differensiering og tilknytning igjen her. De vandrer gjennom kjellermembranen og er fordelt over hele kroppen. Der oppfører de seg igjen som normale multipotente stamceller og er gjenstand for fornyet differensiering til forskjellige celletyper.

Selvfølgelig kan de også differensiere til epitelceller igjen. For å gjøre dette, må cellekontaktene først reduseres og politeliteten til epitelcellene avbrytes. Cellekontakt forstås å bety samhørighet av celler ved såkalte vedheftingsmolekyler. E-cadherin er et viktig vedheftingsmolekyl. E-cadherin er et transmembrane glykoprotein som er avhengig av kalsiumioner. Den kobler epitelceller med hverandre og sikrer cellepolaritet og signaloverføring. Under embryogenese reduseres aktiviteten til E-cadherin. Dette fører til at cellestrukturen løsnes. På samme tid forsvinner også polariteten i cellene.

Epitelcellene har både en såkalt apikal (ytre) og en basalside som vender mot underliggende vev. Yttersiden er på overflaten av huden og slimhinnene, mens basalsiden er koblet til bindevevet som ligger under en basal lamina. Begge sider har forskjellige funksjonelle og strukturelle forskjeller og sikrer dermed morfologien til organene. Imidlertid krever embryogenese raske endringer og fleksibilitet av cellene for raskt å kunne tilpasse seg vekstprosessene.

Etter slutten av embryogenesen, mister den epiteliale mesenkymale overgangen sin betydning for organismen.

Sykdommer og plager

Den epitelial-mesenkymale overgangen (EMT) er bare til fordel for organismen i løpet av den svært korte perioden av embryogenese. Etter den stormfulle vekstfasen blir cellene differensiert. Det er da ikke lenger behov for et stort antall multipotente stamceller. Derfor er denne prosessen deaktivert.

Hvis den epitelial-mesenkymale overgangen aktiveres etter endt embryogenese, skjer dette vanligvis i forbindelse med ondartede tumorsykdommer. EMT er ansvarlig for utvikling av metastaser i forbindelse med kreft. Prosessen er lik den ved embryogenese. Totalt sett er det en kompleks prosess basert på genetiske reguleringsmekanismer som ennå ikke er fullstendig forstått. Mange ansvarlige gener er bare aktive under embryonal utvikling. Så blir de lagt ned. En mulig årsak til fornyet aktivering av disse genene kan være oppregulering av transkripsjonsfaktoren Sox4. Tilsvarende forskningsresultater ble presentert ved Universitetet i Basel. På sin side aktiverer Sox4 en rekke andre gener som er involvert i overgangen til epitel-mesenchymal.

Inaktiviteten til de tilsvarende gener sies å være basert på deres uleselighet på grunn av belegget med visse proteiner (histoner). Imidlertid er Sox4-genet ansvarlig for dannelsen av et enzym kalt Ezh2. Det er en metyltransferase, som forårsaker metylering av de tilsvarende histoner. De andre involverte genene blir lesbare igjen og aktiverer den epitelial-mesenkymale overgangen.

Endringen i arvematerialet skjer innen en kreftsvulst og gir dermed årsaken til fullstendig dedifferensiering av kreftcellene. Uten en epitel-mesenkymal overgang, ville kreften bare vokse på opprinnelsesstedet og ikke spre seg. Imidlertid gjør dannelsen av metastaser en svulst spesielt ondartet og aggressiv. Derfor jobber vi med utvikling av medisiner som hemmer dannelsen av metyltransferase Ezh2. Tilsvarende medisiner er allerede utviklet, men de er fremdeles under utprøving. Å dempe dannelsen av metastaser ville på den ene siden redusere aggressiviteten til kreftveksten, og på den annen side ville det åpne for muligheten til å behandle tidligere håpløse tilfeller kurativt.