epiteeli-mesenkymaalinen siirtymä, myös EMT nimeltään viittaa epiteelisolujen muuttumiseen mesenkymaalisiksi soluiksi. Tällä muutoksella on suuri merkitys alkion kehitykselle. Tällä prosessilla on kuitenkin myös avainrooli metastaasien kehittymisessä karsinoomassa.
Mikä on epiteeli-mesenkymaalinen siirtymä
Epiteeli-mesenkymaalinen siirtymä on jo erilaistuneiden epiteelisolujen muuntaminen erottamattomiksi mesenkymaalisiksi kantasoluiksi. Tämä prosessi on erityisen tärkeä alkion kehityksen aikana.
Osana tätä muutosta epiteelisolut vapautuvat sitoutumisestaan ja voivat siirtyä kehossa. Näin toimiessaan ne kulkevat kellarikalvon läpi. Pohjakalvo erottaa epiteelin, glia-solut ja endoteelin sidekudoksen kaltaisesta solutilasta. Erottamattomina multipotentteina kantasoluina muuttuneet solut saavuttavat kaikki kehon organismit, ja ne voidaan erottaa uudelleen mihin tahansa solutyyppiin.
Epiteelisolut muodostavat ns. Epiteelin, joka on kollektiivinen termi rauhaselle ja peittävälle kudokselle. Mesenkyymi käsittää hyytelömäisen ja alkion sidekudoksen, josta luut, rustot, sileät lihakset, sydänlihakset, munuaiset, lisämunuaisen kuori, verenmuodostusjärjestelmä, jossa on veri ja imusolmukkeet, sekä retikulaarinen, kiinteä ja löysä sidekudos.
Toiminto ja tehtävä
Epiteeli-mesenkyymimuutos on tärkeä prosessi alkion syntymän aikana. Tänä aikana tapahtuu lisääntynyttä kasvua, johon kaikki kehon solut osallistuvat. Epiteelisolut, jotka ovat jo erilaistuneet, sisältyvät myös näihin kasvuprosesseihin. Tätä varten ne on kuitenkin muutettava takaisin multipotentteiksi kantasoluiksi.
Voimakkain kasvu tapahtuu raskauden kahdeksan ensimmäisen viikon aikana. Alkiogeneesin todellinen prosessi alkaa raskauden kuudentena päivänä ns. Ituvaiheen (solukehitys) jälkeen ja kestää kahdeksannen raskausviikon loppuun. Tässä vaiheessa epiteeli-mesenkymaalinen siirtymä on erittäin tärkeä, koska kaikkia elimiä luodaan nyt. Monet epiteelisolut menettävät jälleen erilaistumisen ja kiinnittymisen täällä. Ne kulkeutuvat kellarikalvon läpi ja jakautuvat koko kehoon. Siellä ne käyttäytyvät jälleen kuin normaalit multipotenttiset kantasolut ja altistetaan uusiutuneelle erilaisille solutyypeille.
Tietenkin ne voivat myös erottua epiteelisoluiksi taas. Tätä varten solujen kontaktit on ensin pienennettävä ja epiteelisolujen polaarisuus peruutettava. Solukosketuksen ymmärretään tarkoittavan solujen koheesiota ns. Tarttuvuusmolekyylien avulla. E-kadheriini on yksi tärkeimmistä adheesiomolekyyleistä. E-kadheriini on kalvon läpäisevä glykoproteiini, joka on riippuvainen kalsiumioneista. Se yhdistää epiteelisolut toisiinsa ja varmistaa solujen polaarisuuden ja signaalin siirron. Alkiogeneesin aikana E-kadheriinin aktiivisuus heikkenee. Tämä johtaa solurakenteen löystymiseen. Samalla myös solujen napaisuus katoaa.
Epiteelisoluilla on sekä ns. Apikaalinen (ulompi) että emäspuoli taustalla olevaa kudosta kohti. Ulkopinta on ihon ja limakalvojen pinnalla, kun taas pohjapinta on kytketty sidekudokseen, joka sijaitsee peruskudoksen alla. Molemmilla puolilla on erilaisia toiminnallisia ja rakenteellisia eroja ja siten varmistetaan elinten morfologia. Alkiogeneesi vaatii kuitenkin solujen nopeita muutoksia ja joustavuutta voidakseen mukautua nopeasti kasvuprosesseihin.
Alkiogeneesin päättymisen jälkeen epiteeli-mesenkyymimuutos menettää merkityksensä organismille.
Sairaudet ja vaivat
Epiteeli-mesenkymaalinen siirtymä (EMT) on hyötyä organismille vain hyvin lyhyessä alkiogeneesin aikana. Myrskyisen kasvuvaiheen jälkeen solut erilaistuvat. Silloin ei enää tarvita suurta määrää multipotentteja kantasoluja. Siksi tämä prosessi on poistettu käytöstä.
Jos epiteeli-mesenkymaalinen siirtymä aktivoituu alkion syntymän päätyttyä, tämä tapahtuu yleensä pahanlaatuisten kasvainsairauksien yhteydessä. EMT vastaa metastaasien kehityksestä syövän yhteydessä. Prosessi on samanlainen kuin alkion synty. Kaiken kaikkiaan se on monimutkainen prosessi, joka perustuu geenisääntelymekanismeihin, joita ei vielä ole täysin ymmärretty. Monet vastuulliset geenit ovat aktiivisia vain alkion kehityksen aikana. Sitten ne suljetaan. Mahdollinen syy näiden geenien uudistuneelle aktivoitumiselle voisi olla transkriptiotekijän Sox4 ylennys. Vastaavat tutkimustulokset esiteltiin Baselin yliopistossa. Sox4 puolestaan aktivoi joukon muita geenejä, jotka osallistuvat epiteeli-mesenkymaaliseen siirtymiseen.
Vastaavien geenien passiivisuuden sanotaan perustuvan niiden pilaantumattomuuteen johtuen pinnoituksesta tietyillä proteiineilla (histoneilla). Sox4-geeni on kuitenkin vastuussa entsyymin, nimeltään Ezh2, muodostumisesta. Se on metyylitransferaasi, joka aiheuttaa vastaavien histonien metyloitumisen. Muista mukana olevista geeneistä tulee jälleen luettavissa ja ne aktivoivat epiteeli-mesenkymaalisen siirtymisen.
Geneettisen materiaalin muutos tapahtuu syöpäkasvaimessa ja tarjoaa siten syyn syöpäsolujen täydelliseen erilaistumiseen. Ilman epiteeli-mesenkyymimuutosta syöpä kasvaisi vain lähtöpisteessä eikä leviäisi. Metastaasien muodostuminen tekee kuitenkin tuumorista erityisen pahanlaatuisen ja aggressiivisen. Siksi pyrimme kehittämään lääkkeitä, jotka estävät metyylitransferaasin muodostumista Ezh2: ta. Vastaavia lääkkeitä on jo kehitetty, mutta niitä testataan edelleen. Metastaasien muodostumisen hillitseminen vähentäisi toisaalta syövän kasvun aggressiivisuutta ja toisaalta avaa mahdollisuuden hoitaa tähän mennessä toivottomia tapauksia parantavalla tavalla.
