Chimera (biologie)

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Un șoarece chimeric cu doi dintre descendenții săi

În zoologie , o himeră este un animal care are două sau mai multe populații diferite de celule distincte genetic care au provenit din zigoti diferiți; dacă celule diferite ies din același zigot se numește mozaic genetic .

Chimerele sunt formate din patru celule parentale (două ovule fertilizate sau embrioni timpurii fuzionați împreună) sau trei celule parentale (un ovul fertilizat este fuzionat cu un ovul nefertilizat sau un ovul fertilizat este fuzionat cu spermă suplimentară). Fiecare populație de celule își păstrează propriile caracteristici, iar animalul rezultat este un amestec de regiuni nepotrivite. O analogie este două puzzle-uri tăiate identic, dar cu forme diferite. Un singur puzzle poate consta din părți nepotrivite, dar puzzle-ul complet va arăta regiunile ambelor figuri diferite.

Această afecțiune poate fi dobândită prin introducerea celulelor hematopoietice alogene în timpul unui transplant , cu transfuzie de sânge , sau poate fi moștenită. La gemenii heterozigoți, chimerismul apare prin anastomoza vaselor de sânge. Probabilitatea ca un bebeluș să fie o himeră este crescută dacă a fost concepută prin fertilizare in vitro . Chimerele sunt deseori capabile să se reproducă, dar fertilitatea și tipul descendenților depind de linia celulară care a dat naștere ovarelor sau testiculelor.

Chimerele au fost numite în analogie cu creatura mitologică Chimera .

Humerism tetragametic

Humerismul tetragametic este o cauză mai puțin frecventă a himerismului congenital. Apare odată cu fertilizarea a două celule ovuloase de către doi spermatozoizi, urmată de fuziunea zigotilor și dezvoltarea unui organism cu linii celulare mixte. Acest lucru se întâmplă într-un stadiu foarte timpuriu al dezvoltării, cum ar fi cel al blastocistului . Un astfel de organism este denumit o himeră tetragametică, deoarece a provenit din patru gameți ; două celule de ou și doi spermatozoizi . Cu alte cuvinte, himera se formează din fuziunea a doi gemeni dizigotici într-un stadiu incipient (zigot sau blastocist). Ca atare, pot fi bărbați, femei sau hermafrodite .

Pe măsură ce organismul se dezvoltă, himera rezultată poate ajunge să posede organe care au seturi diferite de cromozomi. De exemplu, o himeră ar putea avea un ficat format din celule cu un set de cromozomi și un rinichi format din celule cu un al doilea set de cromozomi. Acest lucru a avut loc la oameni și, deși a fost considerat odată foarte rar, dovezile recente sugerează că acest eveniment nu este la fel de sporadic pe cât se credea anterior. Mulți indivizi își trăiesc viața chiar fără să-și dea seama că sunt himere. Diferența de genotipuri poate fi minimă sau complet de netrecut (de exemplu: având degetul mare pe autostopist și un deget normal, ochi ușor diferiți de culoare, creșterea diferită a părului pe părțile opuse ale corpului etc.).

Persoanele cu himerism sunt identificate prin găsirea a două populații diferite de eritrocite sau, în cazul în care zigotii erau de sex opus, cu organe genitale ambigue și hermafroditism singur sau în combinație; aceste persoane au, uneori, pielea sau părul neuniform sau heterocromia pigmentării ochilor. Dacă blastocistii sunt de același sex, chimerismul poate fi diagnosticat prin testarea ADN, deși aceasta este o procedură rară. Dacă blastocistele sunt de sex opus, se dezvoltă organele genitale ale ambelor sexe, atât ovarele, cât și testiculele, sau sunt combinate ( ovotestis ), într-o formă rară de intersex , o afecțiune cunoscută anterior ca „adevărat hermafroditism ”. În 2003 , 30-40 de cazuri umane de himerism au fost raportate în literatura de specialitate, potrivit revistei New Scientist . [1] Întrucât himerele hermafrodite sunt de așteptat să reprezinte jumătate din totalul himerelor, chimerele total masculine și total feminine reprezentând fiecare un sfert din total, acest lucru ar sugera că starea nu este deosebit de frecventă.

Chimerele naturale nu sunt aproape niciodată descoperite, cu excepția cazului în care descendenții lor prezintă anomalii, cum ar fi caracteristicile hermafrodite sau masculine / feminine sau decolorarea pielii. Cele mai vizibile himere sunt niște pisici sau animale colorate cu broască țestoasă cu organe sexuale ambigue sau comportament anormal (așa cum se întâmplă atunci când celulele feminine dau naștere creierului în timp ce organele sexuale sunt formate din celule masculine și invers). Studiile efectuate pe pisici de culoare masculină de tip „broască țestoasă” și pisici colorate neobișnuit de similare sugerează că himerismul natural este mult mai comun decât s-a înțeles anterior și că această afecțiune trece adesea neobservată.

Chimerismul poate fi detectat prin analiza ADN-ului. Cazul Lydia Fairchild , de exemplu, a fost adus în judecată după ce testele ADN au arătat că nu putea fi mama copiilor ei, deoarece ADN-urile lor nu erau compatibile. Acuzația împotriva ei a fost anulată când a devenit clar că Lydia era o himeră, având în vedere compatibilitatea ADN-ului găsit în țesutul cervical. Un alt caz a fost cel al lui Karen Keegan. [2]

Condiția tetragametică are implicații importante pentru transplantul de organe sau celule stem . Chimerele au de obicei o toleranță imunologică pentru ambele linii de celule proprii. Prin urmare, pentru un bărbat tetragametic, există un sortiment mare de rude și alte persoane calificate pentru un donator de organe.

Microcimerism

Microcimerismul este prezența unui număr mic de celule, distincte genetic de cele ale individului gazdă și de cele ale unui organ. Cea mai comună formă este himerismul fetomaternal (sau himerismul fetal) conform căruia anumite celule ale fătului trec la mamă. S-a documentat că celulele fetale pot persista în circulația maternă timp de 38 de ani. [3] De asemenea, sa demonstrat că microchimerismul este prezent după transfuzii de sânge la populațiile de pacienți grav imunocompromiși după un traumatism fizic . [4]

Himerism parazit la Linophrinidae

Chimerismul apare în mod natural la peștii linofrinidi adulți și este de fapt o parte naturală și esențială a ciclului lor de viață. Unul sau mai mulți masculi se atașează de femelă ca paraziți (singuri nu ar putea ajunge la maturitate deplină), formând în cele din urmă un singur individ hermafrodit cu un sistem circulator comun. Odată fuzionați cu femela, masculii vor putea atinge maturitatea sexuală, dezvoltând testicule mari pe măsură ce celelalte organe se atrofiază.

Humerism germinal

Chimerismul germinal apare atunci când spermatozoizii și celulele ovule ale unui organism nu sunt identice genetic cu individul însuși. S-a constatat că marmosetele pot transporta celulele reproductive ale gemenilor lor datorită fuziunii placentare care are loc în timpul dezvoltării. [5]

Chimere în cercetare

În cercetarea biologică, himerele sunt produse artificial prin amestecarea fizică a celulelor a două organisme diferite. Chimerele nu sunt hibrizi , organisme care sunt formate prin fuziunea gametilor a două specii diferite (cum ar fi, de exemplu, un măgar și un cal) care dau un singur zigot care se va dezvolta cât de mult poate (în acest caz într-un organism viu, catârul sau bardotto ); în comparație, himerele sunt amestecuri fizice de celule de la doi zigoti diferiți: de exemplu, unul de la măgar și unul de la cal. Chimera este un termen utilizat pe scară largă și este adesea aplicat diferitelor moduri de amestecare a celulelor din diferite specii.

Unele himere pot rezulta din dezvoltarea finală a unui animal adult format din celule de la ambii donatori, care pot aparține unor specii diferite; de exemplu, în 1984 s-a produs o himeră caprecora prin combinarea embrionilor unei capre și a unei oi .
Caprecora a fost o contribuție importantă la răspunsul la întrebarea fundamentală despre dezvoltarea sa și tehnicile utilizate pentru a o crea, putând fi folosită într-o zi pentru a salva speciile pe cale de dispariție. De exemplu, dacă ai încerca să implantezi un embrion de capră într-o oaie, sistemul imunitar al oii ar respinge embrionul și capra ar muri; totuși, dacă s-ar folosi o capră / oaie care posedă sistemul imunitar atât al oilor cât și al caprei, embrionul caprelor ar supraviețui. Prin urmare, poate fi posibilă extinderea acestei practici cu scopul de a preveni dispariția unor specii de animale pe cale de dispariție.

Unele himere interspecifice, cum ar fi capra / oaia, sunt create în laborator și doar rareori în scopul generării hibrizilor de animale vii. Pe lângă faimoasa caprecora, există și himere de șobolan / șoarece și iepure / om care nu se pot dezvolta dincolo de câteva zile. Aceste himere interspecifice sunt create prin transplantul de celule embrionare de la un animal cu o caracteristică într-un embrion al unui animal având o caracteristică diferită. Această practică este folosită în mod obișnuit în domeniul embriologiei și a adus o contribuție importantă la înțelegerea actuală a biologiei animale. De exemplu, prin amestecarea celulelor embrionare de la șoareci de culori diferite sau distincte din punct de vedere genetic (din aceeași specie), cercetătorii au putut vedea cum se dezvoltă embrionii și care organe și țesuturi sunt legate între ele (adică provin din aceeași descendență) . telefon mobil).

Hibridomele nu sunt chimere reale ca cele descrise tocmai pentru că nu rezultă din amestecul a două tipuri de celule, ci din fuziunea celulelor a două specii diferite într-o singură celulă și din propagarea artificială a acesteia în laborator. Hibridomii au fost un instrument important în cercetarea biomedicală de zeci de ani.

În august 2003, cercetătorii de la a doua universitate medicală din Shanghai din China au anunțat public că au fuzionat cu succes celulele pielii umane și ouăle de iepure pentru a crea primul embrion himeric uman. Embrionii au fost lăsați să se dezvolte timp de câteva zile, apoi au fost distruse pentru recoltarea celulelor stem. Este important să înțelegem că astfel de studii au fost realizate cu scopul de a identifica o sursă economică și etică pentru studiul celulelor stem embrionare umane, din care să dezvolte tratamente medicale pentru viitor. Datorită potențialului terapeutic al celulelor embrionare umane și a moratoriului SUA privind utilizarea embrionilor aruncați din clinici pentru FIV , precum și a altor interese privind utilizarea embrionilor umani pentru cercetare direct, oamenii de știință încearcă să caute căi alternative de cercetare. Cu toate acestea, creșterea proiectelor fezabile care utilizează himere parțial umane și parțial animale ca fabrici pentru crearea de celule sau organe nu numai pentru producția biofarmaceutică (a se vedea hibridomele ) și pentru xenogrefe ridică întrebări majore cu privire la etică și siguranță.

În noiembrie 2006, cercetătorii britanici de la Universitatea Newcastle și King's College din Londra au solicitat Autorității de Fertilizare Umană și Embriologie o licență de trei ani care să le permită să contopească ADN-ul uman cu ouă de vacă. Proiectul a presupus inserarea ADN-ului uman într-un ou de vaccin, al cărui material genetic fusese îndepărtat anterior și apoi crearea unui embrion cu aceeași tehnică folosită în cazul oii Dolly . Embrionul rezultat ar fi fost 99,9% uman; singura componentă a vaccinului ar fi fost ADN-ul localizat în afara nucleului celular. Această cercetare a fost deja încercată cu câțiva ani mai devreme în Statele Unite, dar nu a reușit să obțină un astfel de embrion.

În 2007, oamenii de știință de la Școala de Medicină a Universității din Nevada au creat o oaie care posedă 15% celule umane și 85% celule animale. [6]

Chimerele nu trebuie confundate cu mozaicurile , care sunt organisme cu diferite tipuri de celule genetic, dar care provin dintr-un singur zigot.

Notă

  1. ^ Raport despre chimerism
  2. ^ Twin Inside Me: Extraordinary People Arhivat la 26 septembrie 2007 la Internet Archive . Channel 5 TV, Marea Britanie, ora 23:00, 9 martie 2006
  3. ^ Evans PC, Lambert N, Maloney S, Furst DE, Moore JM, Nelson JL, microchimerism fetal pe termen lung în subseturi de celule mononucleare din sângele periferic la femeile sănătoase și femeile cu sclerodermie. , în Sânge , vol. 93, nr. 6, 1999, pp. 2033-2037.
  4. ^ Reed W, Lee TH, Norris PJ, Utter GH, Busch MP,Transchusion-associated microchimerism: o nouă complicație a transfuziilor de sânge la pacienții grav răniți , în Seminars in Hematology , vol. 44, nr. 1, 2007, pp. 24-31, DOI : 10.1053 / j.seminhematol . 2006.09.012 , PMID 17198844 .
  5. ^ Site 1 Arhivat la 11 martie 2008 la Internet Archive ., Site 2 Site 3
  6. ^ Experimentul Școlii de Medicină din Nevada

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității LCCN (EN) sh2011001809 · GND (DE) 4214783-9
Biologie Portalul de biologie : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de biologie
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Chimera_(biology)&oldid=121683073 ”