En transdeterminering i biologi representerer omprogrammering av en differensiert somatisk celle. Generelt er prosessen med differensiering av somatiske celler fra det befruktede egget til den fullformede organismen irreversibel. Imidlertid kan en celle som er bestemt i dens differensiering under visse forhold omprogrammeres.
Hva er transdetermination?
Generelt går prosessen med differensiering av somatiske celler fra det befruktede egget til den fullformede organismen irreversibelt. Transdetermination betyr transformasjon fra en bestemt tilstand til en annen bestemt tilstand. I biologi er transdeterminering preget av omprogrammering av en allerede differensiert kroppscelle til en annen differensiert kroppscelle. Når det gjelder mennesker og de fleste flercellede dyr, begynner utviklingen av organismer med den befruktede eggcellen. Hele organismen utvikler seg fra denne første cellen. Når cellene deler seg, skjer økende differensiering eller spesialisering av de enkelte cellene under embryogenesen. Slik utvikler organene seg. Liver celler har for eksempel samme genetiske informasjon som hjerte celler. I begge celletyper kalles imidlertid den genetiske informasjonen som kreves i hvert tilfelle av forskjellige gener. Under differensiering blir visse gener tauset av metyleringer eller modifikasjoner av histoner. Differensiering skjer ved å stille forskjellige gener fra cellelinje til cellelinje. Dermed reaktiveres inaktive gener ved transdeterminering og tidligere aktiverte gener blir inaktive igjen. Et eksempel vil være den komplekse transformasjonen av en hud celle inn i en leveren celle.
Funksjon og oppgave
Den befruktede eggcellen er den første cellen i organismen. Det er den opprinnelige stamcellen til alle senere høyt differensierte celler. I denne sammenheng, sammen med de første åtte cellene, kalles det den totipotente stamcellen. Disse første cellene er fremdeles helt udifferensierte og kan hver utvikle seg til en uavhengig organisme. Etter den åttende celledelingen dannes pluripotente eller embryonale stamceller. Disse kan fremdeles transformere seg til cellene i alle de tre bakterielagene (ektoderm, mesoderm, endoderm). Imidlertid har de allerede mistet evnen til å utvikle seg til uavhengige organismer. Videre utvikling fører til postembryonale stamceller, som er delt inn i føtale, nyfødte og voksne stamceller avhengig av utviklingsstadiet. De postembryoniske stamcellene representerer allerede forskjellige cellelinjer som kan forvandles til spesifikke organsystemer. De har også fremdeles differensieringspotensial, som imidlertid bare er relatert til spesifikke celletyper. De blir referert til som multipotente stamceller. For eksempel kan nevrale stamceller fortsatt forvandle seg til forskjellige former for nerveceller, men ikke lenger til blod celler. Transdifferensiering eller transdeterminering av cellene er mulig. Det er imidlertid kontroversielt om en fullt differensiert kroppscelle kan omprogrammeres. For å gjøre det, må uttrykk for tusenvis av gener aktiveres samtidig og tusenvis av andre gener deaktiveres samtidig for å transformere en hud celle inn i en muskelcelle, for eksempel. Inntil nå har det blitt antatt at bare voksne stamceller fremdeles er i stand til dette. Deres differensieringspotensiale overgår til og med krydderbladet. Omprogrammeringen skjer vanligvis i to trinn. For det første oppstår dedifferensiering av cellen. Så, etter celledelinger, skjer differensiering til en annen retning igjen. Innenfor organismen foregår slik transdeterminering, for eksempel i sårheling. Voksne stamceller utvikler seg til et bredt utvalg av celletyper som er nødvendige for helingsprosessen. For medisin vil dette antagelig åpne for gode utsikter i fremtiden som et alternativ til dagens transplantasjon teknologi. Sykte organer kunne dyrkes direkte fra pasientens egne voksne stamceller. År med medisinering for å begrense avvisningsreaksjoner ville bli en saga blott. I forskjellige in vitro-studier av cellekulturer, kunne dedifferensiering og redifferensiering av celler oppnås ved hjelp av en vekstfaktor. I sammenheng med stamcelleforskning ble det oppdaget at stamceller kan være i stand til å erstatte celler ødelagt i hjerteinfarkt. Resultatene antyder imidlertid også at helbredelse ikke er basert på erstatning av trans-differensierte celler, men på stimulering til cellevekst og differensieringsprosesser. Voksne stamceller viser seg også effektive til å regenerere brusk og bein.
Sykdommer og plager
I forbindelse med transdeterminering forekommer alvorlige sykdommer gjentatte ganger. Utviklingen av kreft er basert på dedifferensiering av kroppens celler. Endringer i cellen kan resultere i udifferensiert celledeling, som kan spre seg gjennom kroppen ved å danne seg metastaser. Årsaker kan omfatte somatiske mutasjoner, virus, eller celleprofilering utenfor kontrollen under helingsprosesser. Differensiering kan skje raskt. Imidlertid er det også former for kreft der svulsten forblir differensiert i ganske lang tid. Imidlertid skjer ingen ny differensiering etter fasen for dedifferensiering. Delingscellene degenereres og beveger seg lenger bort fra den opprinnelige tilstanden etter hver celledeling. Genetisk informasjon er også gjenstand for stadig endring. For eksempel, sårheling er en naturlig prosess basert på transdeterminering. Her forvandles voksne stamceller til differensierte hud celler, bindevev celler eller celler av andre typer. I sjeldne tilfeller kan imidlertid en ondartet svulst dannes som et resultat av de konstante celledelingene. En lignende situasjon kan også oppstå etter immunreaksjoner. Blant annet er lymfomer et uttrykk for en immunsystem det er ute av kontroll.
