Epiteliálně-mezenchymální přechod nebo EMT označuje transformaci epiteliálních buněk na mezenchymální buňky. Tato transformace má v embryonálním vývoji velký význam. Tento proces však také hraje klíčovou roli ve vývoji metastáz u karcinomů.
Co je přechod epiteliální-mezenchymální?
Epiteliálně-mezenchymální přechod je přeměna již diferencovaných epiteliálních buněk na nediferencované mezenchymální kmenové buňky. Tento proces má během embryonálního vývoje zvláštní význam. V průběhu této transformace se epiteliální buňky uvolní ze svého uchycení a mohou migrovat v těle. Při tom procházejí bazální membránou. Bazální membrána odděluje epitel, gliové buňky a endothelium z pojivové tkáně- jako mezibuněčný prostor. Jako nediferencované multipotentní kmenové buňky se migrované buňky dostávají do všech oblastí vyvíjejícího se organismu a mohou být znovu diferencovány na jakýkoli buněčný typ. Epiteliální buňky tvoří tzv epitel, což je souhrnný název pro žlázovou a krycí tkáň. Mesenchyme zahrnuje želatinové a embryonální pojivové tkáně, ze kterých kosti, chrupavka, hladký sval, srdeční sval, ledviny, kůra nadledvin, hematopoetický systém s krev a lymfatické plavidlaa vyvíjejí se retikulární, těsné a volné pojivové tkáně.
Funkce a úkol
Epiteliálně-mezenchymální přechod je důležitým procesem během embryogeneze. Během tohoto období dochází ke zvýšenému růstu, kterého se účastní všechny buňky těla. Do těchto růstových procesů jsou také zapojeny již diferencované epiteliální buňky. K tomu je však nutné je převést zpět na multipotentní kmenové buňky. K nejintenzivnějšímu růstu dochází v prvních osmi týdnech roku těhotenství. Vlastní proces embryogeneze začíná přibližně šestý den roku těhotenství po tzv. zárodečné fázi (vývoj buněk) a trvá až do konce osmého týdne těhotenství. V této fázi získává epiteliálně-mezenchymální přechod velký význam, protože všechny orgány jsou vytvořeny nyní. Mnoho epiteliálních buněk zde opět ztrácí svoji diferenciaci a připoutání. Migrují přes bazální membránu a distribuují se po celém těle. Tam se chovají znovu jako normální multipotentní kmenové buňky a procházejí obnovenou diferenciací na různé typy buněk. Samozřejmě se také mohou diferencovat zpět na epitelové buňky. K tomu musí být nejprve snížen kontakt buněk a musí být obrácena polarita buněk epitelu. Buněčným kontaktem se rozumí soudržnost buněk tzv. Adhezí molekuly. Jednou důležitou molekulou adheze je E-kadherin. E-kadherin je transmembránový glykoprotein, na kterém je závislý vápník ionty. Spojuje epitelové buňky dohromady a zajišťuje polaritu buněk a přenos signálu. Během embryogeneze je aktivita E-kadherinu snížena. To vede k uvolnění buněčné asociace. Současně také zmizí polarita buněk. Epiteliální buňky mají jak takzvanou apikální (vnější) stranu, tak bazální stranu obrácenou k podkladové tkáni. Vnější strana je umístěna na povrchu kůže a sliznice, zatímco bazální strana je spojena s pojivové tkáně umístěný pod bazální laminou. Obě strany mají různé funkční a strukturální rozdíly, které zajišťují morfologii orgánů. Avšak embryogeneze vyžaduje rychlé změny a flexibilitu buněk, aby se rychle přizpůsobily procesům růstu. Po skončení embryogeneze ztrácí epiteliálně-mezenchymální přechod pro organismus svůj význam.
Nemoci a poruchy
Epiteliálně-mezenchymální přechod (EMT) prospívá organismu pouze během velmi krátké doby embryogeneze. Po bouřlivé růstové fázi jsou buňky diferencovány. Potřeba velkého počtu multipotentních kmenových buněk poté již neexistuje. Proto je tento proces deaktivován. Pokud přesto po ukončení embryogeneze dojde k aktivaci epiteliálně-mezenchymálního přechodu, obvykle k tomu dochází v souvislosti s maligním onemocněním nádorová onemocnění. EMT je tedy odpovědná za vývoj metastáz v kontextu rakovina. Proces je podobný embryogenezi. Celkově se jedná o vícevrstvý proces založený na genetických regulačních mechanismech, které dosud nejsou plně pochopeny. Například mnoho zodpovědných genů je aktivních pouze během embryonálního vývoje. Poté jsou umlčeni. Jednou z možných příčin obnovené aktivace těchto genů by mohla být upregulace transkripčního faktoru Sox4. Odpovídající výsledky výzkumu byly prezentovány na univerzitě v Basileji. Sox4 zase aktivuje řadu dalších genů zapojených do epiteliálně-mezenchymálního přechodu. Nečinnost odpovídajících genů je považována za důsledek jejich nečitelnosti kvůli tomu, že jsou v určitém případě uzavřeny Proteinů (histony). Nicméně Sox4 gen zajišťuje tvorbu enzymu zvaného Ezh2. Jedná se o methyltransferázu, která indukuje methylaci odpovídajících histonů. V tomto procesu se ostatní zapojené geny stávají znovu čitelnými a aktivují tak epiteliálně-mezenchymální přechod. Ke změně genetického materiálu dochází v rakovinovém nádoru a poskytuje tak příčinu úplné de-diferenciace rakovina buňky. Bez epiteliálně-mezenchymálního přechodu je rakovina jen by růst v místě jeho vzniku a nešíří se. Metastáza však činí nádor zvláště maligním a agresivním. Proto probíhají práce na vývoji drogy které inhibují tvorbu methyltransferázy Ezh2. Odpovídající drogy již byly vyvinuty, přestože se stále testují. Na jedné straně by inhibice tvorby metastáz zmírnila agresivitu růstu rakoviny a na druhé straně by to otevřelo šanci na kurativní léčbu dříve beznadějných případů.
