différenciation

le différenciation en biologie marque le passage d'un état peu différencié à un état très différencié. Ce processus est d'une importance particulière lors du développement de l'ovule fécondé en un organisme complet. Des perturbations dans le processus de différenciation peuvent conduire à des maladies graves telles que le cancer ou des malformations.

Quelle est la différenciation?

La différenciation biologique concerne la spécialisation des cellules souches indifférenciées en cellules corporelles différenciées. Ces processus jouent un rôle particulièrement important pendant l'embryogenèse et la croissance ultérieure. Les processus de différenciation sont également importants pour le maintien des fonctions corporelles chez les organismes adultes.

Au départ, les cellules souches indifférenciées ont toujours la capacité de se transformer en toutes les autres cellules du corps. Au cours de ce processus, des cellules corporelles spécialisées surviennent à travers plusieurs processus de différenciation, qui forment les divers organes et perdent finalement la capacité de se diviser.

Il existe plusieurs types de cellules souches. Les cellules souches dites totipotentes sont encore capables de se transformer en un organisme complet. Les cellules souches pluripotentes peuvent à leur tour se différencier en toutes les cellules du corps. Cependant, il n'est plus possible pour eux de se développer en organismes individuels. Les cellules souches multipotentes ont déjà développé une certaine différenciation en une certaine lignée cellulaire. Cependant, ils peuvent toujours se différencier en toutes les autres cellules de cette lignée cellulaire.

Fonction et tâche

La différenciation biologique est l'un des processus les plus importants dans le développement des organismes végétaux, animaux ou humains. Au cours de ce processus, entre autres cellules corporelles qui se différencient de plus en plus d'un ovule fécondé en plusieurs étapes.

L'ovule fécondé est la première cellule souche totipotente qui est initialement soumise à la division cellulaire en quatre cellules égales. Chacune de ces quatre cellules peut se développer en un organisme complètement génétiquement identique. Lorsque le stade à quatre cellules est atteint, le blastocyste, qui consiste en des cellules souches embryonnaires pluripotentes, se forme. Ces cellules souches pluripotentes peuvent se développer en trois couches germinales: ectoderme, endoderme et mésoderme via l'étape suivante de différenciation et représentent ainsi le point de départ de toutes les autres cellules du corps.

Contrairement aux cellules souches totipotentes, cependant, celles-ci ont déjà perdu la capacité de se développer en organismes indépendants génétiquement identiques.

D'autres lignées cellulaires émergent des trois cotylédons, qui sont initialement constitués de cellules souches multipotentes. Les cellules souches multipotentes sont capables de se développer en tous les types de cellules de la lignée cellulaire respective. Ces cellules n'ont plus la capacité de se transformer en toutes les autres cellules du corps, car elles ont déjà atteint un degré de différenciation plus élevé que les cellules souches pluripotentes.

Dans les organismes animaux et humains, le processus de différenciation est associé à une détermination. La détermination décrit l'établissement d'une spécialisation une fois prise, par laquelle le développement ultérieur des lignées cellulaires est transmis par des moyens épigénétiques. Bien entendu, les cellules qui ont déjà été pré-différenciées se différencieront davantage en cellules de la lignée cellulaire correspondante dans le cadre de leur détermination.

Bien que toute l'information génétique de chaque cellule individuelle soit identique, elle est appelée différemment selon le type de cellule par l'expression génique. Cela signifie, entre autres, que dans une cellule hépatique, par exemple, seules les informations génétiques pour la fonction hépatique sont décodées, tandis que toutes les autres informations restent non lues.

La différenciation est influencée par divers facteurs externes ou internes. Les hormones et les facteurs de croissance jouent un rôle important. Les contacts des cellules avec les cellules voisines déterminent également le sens de différenciation.

Une transdétermination peut se produire dans certaines conditions. La détermination de la cellule est modifiée. Ceci est particulièrement important dans la cicatrisation des plaies. Si les cellules sont alors déjà différenciées, elles perdent leur différenciation dans ces cas et se différencient à nouveau. Si ce processus est perturbé, cependant, un cancer peut survenir.

La différenciation est essentielle pour que l'organisme fonctionne comme un système biologique uniforme.

Maladies et affections

Dans le cadre de la différenciation cellulaire, cependant, des perturbations peuvent survenir, qui peuvent conduire à des malformations d'organes au cours de l'embryogenèse. Il existe certaines maladies génétiques avec une variété de dysplasies d'organes. En plus des malformations des organes internes, l'apparence externe est souvent disharmonieuse.

Cependant, il existe également des causes non génétiques de malformations d'organes. Un exemple est l'agénésie rénale en l'absence de liquide amniotique. Étant donné que l'embryon humain ne peut se développer que dans le liquide amniotique, le manque d'espace conduit ici à une différenciation défectueuse des organes, ce qui affecte également d'autres organes et tissus.

Les médicaments peuvent également perturber le processus de différenciation au cours de l'embryogenèse. Un exemple bien connu est le sédatif Contergan, qui a entraîné des dommages au développement de la croissance du fœtus au début de la grossesse. Cela est devenu public en 1961 avec le soi-disant Contergansandal.

Cependant, il peut aussi arriver que des cellules déjà différenciées se dédifférencient puis se multiplient de manière incontrôlée. Telle est la situation du cancer. Plus les cellules sont dé-différenciées, plus la tumeur est maligne. Comme déjà mentionné, la dédifférenciation est nécessaire dans certains cas lorsqu'il y a un plus grand besoin de croissance cellulaire. C'est le cas, entre autres, de la cicatrisation des plaies. Dans ces processus, cependant, la dédifférenciation est suivie d'une différenciation des cellules. Si la différenciation échoue, cependant, le cancer se développe.

Les mutations somatiques dans les cellules peuvent également affecter les gènes qui influencent la différenciation. Par conséquent, la probabilité de développer un cancer augmente au cours de la vie.