Transdifférenciation

dans le Transdifférenciation une métamorphose a lieu. Les cellules différenciées d'un cotylédon donné sont transformées en cellules d'un autre cotylédon par des processus tels que la désacétylation des histones et la méthylation. Des processus de transdifférenciation défectueux sont à la base de nombreuses maladies, telles que l'œstrophage de Barrett.

Qu'est-ce que la transdifférenciation?

Le développement embryonnaire a lieu sur la base de trois cotylédons différents. La différenciation est une étape du développement des cellules embryonnaires. Les cellules se transforment en une forme spécialisée grâce à des processus de différenciation. La première différenciation des cellules embryonnaires omnipotentes correspond au développement des cotylédons, qui sont spécifiques des tissus et donc plus omnipotents.

La transdifférenciation est un cas particulier, voire une réversion de la différenciation. Le processus correspond à une métamorphose. Les cellules d'un cotylédon sont converties en cellules d'un autre cotylédon. La plupart des transdifférenciations n'ont pas lieu directement, mais correspondent à une dédifférenciation, qui à son tour est suivie d'une différenciation dans le sens opposé. Les scientifiques associent principalement la transdifférenciation aux cellules souches humaines.

Avec chaque transdifférenciation, il y a un changement complet dans l'expression des gènes respectifs au niveau biologique moléculaire. Chaque transdifférenciation nécessite un changement d'activité dans des milliers de segments de gènes individuels. Des processus de transdifférenciation pathologique ont lieu en relation avec certaines maladies. Fondamentalement, la transdifférenciation ne doit avoir aucune valeur pathologique.

Fonction et tâche

Dans le cadre de la transdifférenciation, l'expression génique d'une cellule change complètement au niveau de la génétique moléculaire. Cela a des implications pour la réplication. Dans la cellule transdifférenciée, des sections complètement différentes du gène sont répliquées que ce qui était initialement prévu. Pour cette raison, une synthèse protéique complètement différente de celle initialement prévue a lieu à la fin.

La transdifférenciation s'accompagne de la désactivation de gènes précédemment actifs. Cet arrêt a lieu principalement par des processus dans le cadre de la désacétylation ou de la méthylation des histones sur les coupes individuelles d'ADN. Le processus complet de transdifférenciation nécessite un changement d'activité d'un nombre incalculable de sections d'un gène.

L'expression génique de la cellule transdifférenciée ne correspond généralement pas au modèle original de l'expression génique dans les parties essentielles. Le processus de désacétylation des histones sert non seulement à désactiver certains segments de gène, mais modifie également la capacité de l'ADN à se lier. Le processus de désacétylation des histones se concentre sur l'histone, de la structure de laquelle un groupe acétyle est retiré. Cela donne à l'histone une affinité significativement plus élevée pour les groupes phosphate d'ADN. En même temps, il y a moins de capacité de liaison entre les facteurs de transcription et l'ADN.

Les facteurs de transcription influencent la transcription de manière positive ou négative et sont soit des activateurs, soit des répresseurs. La capacité de liaison réduite des facteurs de transcription entraîne une inhibition des expressions géniques individuelles qui sont situées au point correspondant dans l'ADN.

Le processus de méthylation suit également le principe de l'inactivation de l'ADN. La seule différence est que les processus de méthylation se concentrent sur les groupes méthyle plutôt que sur les histones. Ces groupes méthyle se lient à une section spécifique de l'ADN et inactivent de cette manière les sections individuelles d'ADN. Lorsque les cellules se différencient, leur expression génique change considérablement et de nombreux gènes sont même désactivés pendant les processus.

La transdifférenciation complète dépend de l'expression élevée de milliers de gènes et en même temps nécessite une régulation à la baisse de l'expression de milliers d'autres gènes. Ce n'est qu'ainsi que les protéines correctes sont disponibles pour que la cellule se transforme. Une cellule musculaire, par exemple, nécessite des protéines fondamentalement différentes d'une cellule hépatique.

La transdifférenciation a lieu soit directement, soit via un détour. Ce détour correspond à une dédifférenciation, qui est suivie d'une nouvelle différenciation ultérieure dans d'autres directions.

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Maladies et affections

Les transdifférenciations peuvent être à la base de nombreuses maladies différentes, ce qui les rend cliniquement pertinentes. L'œsophage de Barrett, par exemple, est associé aux processus de transdifférenciation. Cette maladie est basée sur une conversion de cellules de l'épithélium, qui sont transdifférenciées en cellules intestinales productrices de mucine au cours des processus pathologiques. Dans ce contexte, on parle d'une métaplasie intestinale, qui est associée à un risque optionnel de dégénérescence et, par exemple, peut favoriser le développement d'adénocarcinomes. En général, le syndrome de Barrett est décrit comme un changement inflammatoire chronique de l'œsophage distal qui entraîne le développement d'ulcères gastro-duodénaux, qui peuvent survenir dans le cadre de complications de la maladie de reflux. Dans le syndrome, la conversion de l'épithélium squameux se produit dans l'œsophage distal.

Une autre maladie basée sur les transdifférenciations correspond à la formation de leucoplasie. Dans le cadre de ce phénomène, les cellules de la membrane muqueuse buccale se transdifférencient en lésions précancéreuses, qui peuvent favoriser le carcinome épidermoïde. La leucoplasie est une hyperkératose de la membrane muqueuse qui est souvent dysplasique en même temps. En plus de la cavité buccale, ces leucoplasies surviennent principalement sur les lèvres et dans la région génitale. La leucoplasie est généralement précédée d'une irritation chronique de la peau ou des muqueuses. Cette irritation épaissit la couche cornée dans la zone touchée. La membrane muqueuse rougeâtre devient si blanchâtre que les vaisseaux capillaires sous l'épithélium épais ne peuvent plus être distingués.

Le stimulus causal peut être de nature mécanique, biologique, physique ou chimique. Les stimuli biologiques comprennent les infections virales chroniques. Les stimuli chimiquement causaux proviennent principalement du tabagisme ou du tabac à chiquer. Une prothèse mal ajustée, par exemple, peut être considérée comme un stimulus mécaniquement causal.