Chimerisme pada manusia

Kehadiran sel-sel dengan genotipe berbeda secara bersamaan dalam tubuh adalah kimera. Pada manusia, kimera memiliki beberapa jenis dan penyebab kemunculannya, mari kita bahas lebih rinci.

Dalam mitologi Yunani, chimera adalah monster berbadan kambing, berkepala dan berleher singa, serta berekor ular. Hingga saat ini, ada sekitar 100 kasus chimera pada manusia yang diketahui. Chimera tidak ada hubungannya dengan mitologi dan didasarkan pada mutasi gen tertentu selama pembuahan dan perkembangan embrio. Kondisi patologis ini memiliki beberapa jenis dan bentuk, yang berbeda dalam penyebab kemunculannya.

Chimera biologis dapat terjadi ketika dua ras yang berbeda kawin silang. Hal ini sering kali terwujud sebagai distribusi pigmentasi yang berbeda pada tubuh. Jika terjadi fusi lengkap, ini menunjukkan adanya patologi darah, ketika anak memiliki dua untai DNA. Atau anak kembar yang tumbuh dalam rahim yang sama memiliki toleransi terhadap golongan darah masing-masing. Cacat serupa terjadi selama transplantasi organ dan bahkan transfusi darah.

[ 1 ], [ 2 ]

Penyebab chimerisme pada manusia

Dari sudut pandang genetik, mutasi terjadi karena adanya dua atau lebih untai sel pada seseorang, yang berkembang dari zigot yang berbeda. Penyebab kimera beragam, yang paling sering adalah pencampuran darah. Patologi ini memicu munculnya kariotipe 46,XX/46,XY. Cacat tersebut dapat dikaitkan dengan pencampuran sel-sel kembaran yang hidup dan yang sudah meninggal di dalam rahim ibu atau penggabungan dua zigot menjadi satu embrio.

Penyebab utama chimerisme pada manusia:

• Tetragametik - dua sel telur bergabung menjadi satu, tetapi masing-masing dibuahi oleh sperma yang berbeda. Ini terjadi ketika, pada tahap awal pembentukan, salah satu embrio menyerap yang lain. Karena itu, organ dan sel dari satu organisme memiliki perangkat kromosom yang berbeda.
• Mikrokimera – sel janin menembus aliran darah ibu dan mengakar di jaringannya. Ada beberapa kasus yang diketahui ketika sel imun embrio menyembuhkan wanita hamil dari penyakit serius dan meningkatkan daya tahan terhadap patologi onkologis. Proses ini juga bekerja secara terbalik, yaitu, sel ibu terintegrasi ke dalam embrio melalui penghalang plasenta. Bahaya utama dari kelainan ini adalah bayi dapat tertular penyakit ibu saat masih dalam kandungan.
• Kembaran adalah penyatuan pembuluh darah. Embrio kembar heterozigot saling mewariskan bagian-bagian sel mereka. Hasilnya, anak tersebut memiliki dua untai DNA.
• Pascatransplantasi – terjadi akibat transfusi darah atau transplantasi organ. Sel-sel tubuh sendiri hidup berdampingan secara bersamaan dengan sel-sel donor. Dalam beberapa kasus, sel-sel donor terintegrasi sepenuhnya ke dalam organisme yang ditransplantasikan.
• Transplantasi sumsum tulang belakang – prosedur ini sendiri ditujukan untuk transformasi genetik tubuh pasien. Dengan menggunakan radiasi dan obat-obatan, sumsum tulang belakang pasien dibunuh. Sel donor dimasukkan sebagai gantinya. Jika kimerisme donor terdeteksi menurut hasil tes, transplantasi telah berhasil.

[ 3 ]

Patogenesis

Mekanisme perkembangan chimerisme bergantung pada faktor-faktor yang memicunya. Patogenesis diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis berikut:

1. Chimera transplantasi (iatrogenik)
2. Chimerisme primer

• embrionik
• Tidak pasti

3. Mutasi sekunder

• Chimera feto-fetal ("janin - fetus")
• Mutasi ibu-janin
• Chimera tipe "janin - ibu"

Para ilmuwan telah berhasil mendiagnosis kelainan tetragametik, yaitu peleburan dua sel telur yang dibuahi oleh spermatozoa yang berbeda. Mekanisme perkembangan kondisi ini menunjukkan adanya dua untai DNA dalam satu embrio (yang bertahan hidup). Patogenesis mikrokimera menunjukkan penetrasi sel bayi ke dalam sistem hematopoietik ibu atau sel ibu ke dalam tubuh janin.

Varian lain dari perkembangan cacat adalah fusi pembuluh darah kembar heterozigot yang saling mewariskan data genetik mereka. Pascatransplantasi terjadi selama transplantasi sumsum tulang, organ hematopoietik, dan selama transfusi darah. Ada juga kasus mutasi laboratorium yang diketahui (percobaan dilakukan pada hewan dan tumbuhan) menurut mekanisme chimerisasi yang dikembangkan oleh para ilmuwan.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Gejala chimerisme pada manusia

Untuk menentukan apakah seseorang adalah chimera, perlu dilakukan pemeriksaan genetik yang komprehensif. Dalam kebanyakan kasus, tidak ada gejala yang jelas dari suatu kondisi patologis. Tentu saja, jika mutasi tersebut tidak memiliki tanda-tanda eksternal.

Chimerisme terjadi selama perkembangan intrauterin. Hal ini terjadi ketika dua sel telur yang dibuahi bergabung, salah satunya menyerap yang lain, serta ketika informasi genetik embrio dan induk bercampur, atau sebagai komplikasi dari prosedur transfusi.

Gejala eksternal chimerisme pada manusia muncul ketika ras yang berbeda kawin silang. Ini terlihat seperti warna mata yang berbeda pada anak atau warna kulit mosaik. Namun dalam kebanyakan kasus, gejala terdeteksi oleh tes darah komprehensif, yang menunjukkan adanya dua garis DNA.

Anak Texas

Salah satu kasus chimera paling sensasional yang diketahui dunia kedokteran adalah kisah mutasi antar ras. Bayi Texas - begitulah insiden ini disebut. Bagian kanan bayi adalah seorang gadis mulatto, dan bagian kiri adalah seorang anak laki-laki berkulit hitam. Ini adalah contoh hermafroditisme sejati dengan karakteristik seksual primer dan sekunder yang berkembang secara genetik dari kedua jenis kelamin dalam satu tubuh. Chimera menjalani operasi, memberinya jenis kelamin laki-laki, membuang karakteristik eksternal perempuan. Tentu saja, secara genetik, anak itu tetap biseksual dengan dua untai DNA.

Kisah mengerikan lainnya tentang chimera mengisahkan seorang gadis Cina berusia 11 tahun. Seorang saudara kembar, yang diserap olehnya, berkembang dari punggungnya. Mutasi semacam itu terjadi selama perkembangan intrauterin, ketika dua zigot (calon kembar) bergabung menjadi satu organisme. Artinya, dua orang dengan set gen mereka sendiri berakhir dalam satu tubuh.

[ 8 ], [ 9 ]

Tanda-tanda pertama

Kehadiran dua untai DNA pada satu orang merupakan tanda pertama chimera. Dalam kebanyakan kasus, mutasi tidak menunjukkan gejala eksternal. Seseorang dapat dipastikan sebagai chimera hanya melalui pengujian genetik.

Mari kita lihat beberapa kasus chimerisme:

• Seorang guru di Boston membutuhkan transplantasi ginjal. Ketiga anaknya setuju untuk menjadi donor, tetapi pengujian genetik menunjukkan bahwa dua di antaranya bukan anak kandung ibu mereka. Pengujian lebih lanjut mengungkapkan bahwa guru tersebut memiliki saudara kembar yang telah menyatu dengan janin yang masih hidup selama perkembangan embrio. Artinya, guru tersebut adalah chimera, karena ia memiliki dua set gen yang berbeda yang tidak saling mengganggu.
• Kasus lain yang terdeteksinya chimerisme juga terjadi selama transplantasi. Berdasarkan hasil tes, anak-anak biologis wanita tersebut secara genetik bukanlah anak-anaknya. Mereka hanya memiliki hubungan dengan nenek mereka. Oleh karena itu, analisis terhadap rambut yang mengandung materi genetik berbeda dilakukan dan mengonfirmasi adanya hubungan keluarga.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Formulir

Untuk menentukan penyebab mutasi, dokter mengumpulkan anamnesis dan melakukan berbagai tes genetik diagnostik.

Chimera genetik

Pada awal kehamilan, yaitu selama pembentukan embrio, sejumlah mutasi dapat terjadi. Chimera genetik terjadi ketika sepasang sel telur yang dibuahi menyatu menjadi satu. Setiap zigot mengandung untaian DNA induk, yaitu profil genetiknya sendiri. Selama penyatuan, sel-sel tersebut mempertahankan susunan genetiknya masing-masing. Artinya, embrio yang dihasilkan merupakan gabungan keduanya. Dalam kebanyakan kasus, orang dengan mutasi tersebut memiliki sistem kekebalan yang toleran terhadap semua populasi genetik dalam tubuh.

Intinya, mutasi manusia semacam itu merupakan kembarannya sendiri dan jarang terjadi. Untuk menentukannya, pemeriksaan genetik komprehensif dilakukan. Kedua orang tua dan anak menjalani analisis DNA. Sangat sering, penelitian semacam itu diperlukan untuk menetapkan hubungan biologis antara anak dan orang tua, karena anak memiliki profil genetik yang berbeda.

[ 16 ]

Chimerisme tetragametik

Kedokteran mengetahui beberapa kasus ketika, selama pengujian, orang tua dan anak tidak memiliki kesamaan genetik, yaitu, secara biologis mereka tidak berhubungan. Chimerisme tetragametik terjadi ketika dua anak kembar bersatu menjadi satu selama perkembangan embrio. Satu anak meninggal, dan yang selamat membawa DNA-nya.

Kasus chimerisme semacam ini dapat diidentifikasi berdasarkan beberapa tanda:

• Hermafroditisme
• Populasi sel darah merah
• Pewarnaan kulit mosaik
• Warna mata yang berbeda

Para ilmuwan telah menggambarkan sebuah kasus di mana, selama pembuahan, informasi genetik anak tersebut ditransfer bukan dari sang ayah, tetapi dari saudara kembarnya yang meninggal dan diserap di dalam rahim. Artinya, dari sudut pandang genetik, orang tua tersebut adalah saudara kembar yang telah meninggal. Ketika mempelajari kasus ini, ditemukan bahwa kode genetik anak dan ayahnya bertepatan sebesar 10%.

Chimerisme biologis

Salah satu fenomena misterius yang diketahui dunia kedokteran adalah penggabungan beberapa genom dalam satu tubuh. Chimerisme biologis terjadi pada manusia, hewan, dan tumbuhan. Jika kita mempertimbangkan mutasi ini pada manusia, maka mutasi ini terjadi dalam kasus-kasus berikut:

• Penggabungan dua sel telur yang telah dibuahi menjadi satu selama perkembangan embrio.
• Transplantasi organ, transplantasi sumsum tulang, transfusi darah.
• Inses antar ras yang berbeda.

Fusi penuh dapat terjadi jika dua janin yang tumbuh dalam rahim yang sama menggunakan plasenta yang sama dan memiliki toleransi terhadap darah masing-masing. Artinya, jika perlu, mereka dapat diberikan transfusi darah masing-masing, karena reaksi penolakan ditekan pada tingkat genetik. Secara eksternal, mutasi biologis memanifestasikan dirinya sebagai iris berwarna berbeda pada satu orang atau kombinasi beberapa warna kulit (biasanya memiliki susunan mosaik).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Chimerisme darah

Fenomena menakjubkan lainnya dalam dunia kedokteran adalah dua golongan darah dalam satu orang. Chimera darah terjadi karena mutasi genetik selama perkembangan intrauterin. Di alam, ada golongan darah seperti: O (I), A (II), B (III) dan AB (IV).

• Golongan darah A membawa antigen (mendorong tubuh untuk memproduksi antibodi) A dan antibodi B.
• Golongan darah B membawa antigen B dan antibodi A.
• Kelompok AB mengandung kedua jenis antigen tetapi tidak memiliki antibodi.
• Kelompok A memiliki kedua jenis antibodi tetapi tidak memiliki antigen.

Berdasarkan hal ini, golongan A kompatibel dengan A dan O, B dengan B dan O. Penerima unik adalah mereka yang memiliki AB, karena cairan biologis mereka kompatibel dengan semua golongan yang ada. Golongan O bertindak sebagai donor universal, tetapi hanya kompatibel dengan golongan O yang sama.

Berdasarkan mata kuliah anatomi, diketahui bahwa organisme hidup hanya dapat memiliki salah satunya. Karena sel imun tidak menerima darah asing, sehingga menyebabkan reaksi penolakan saat transfusi. Pengecualian dari aturan ini adalah chimera darah. Orang-orang seperti itu memiliki dua jenis darah dan jaringan yang berbeda yang menghasilkan sel darah dari kedua jenis tersebut. Patologi semacam itu terjadi baik pada manusia maupun hewan. Semua chimera yang diketahui adalah kembar. Darah dibagi antara dua embrio, mereka bertukar jaringan yang menghasilkan darah, dan reaksi penolakan ditekan.

[ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ], [ 25 ], [ 26 ]

Chimerisme sel darah merah yang tidak lengkap

Ada beberapa faktor alami dan buatan yang memicu munculnya chimerisme eritrosit tidak lengkap:

• Pada kembar dizigotik, mutasi alami terjadi karena pertukaran sel hematopoietik melalui anastomosis vaskular.
• Chimerisme buatan terjadi selama transplantasi sumsum tulang alogenik dan setelah transfusi darah. Hal ini terjadi karena eliminasi sel darah merah donor dan kembali ke golongan darah asli. Selama transplantasi organ atau sumsum tulang, sel darah merah pasien sendiri digantikan oleh sel darah merah donor.

Chimerisme tak lengkap ditandai dengan adanya sel darah merah donor dan autologus pada penerima. Jenis ini merupakan sirkulasi sementara sel darah merah donor yang telah mulai terisi kembali atau ditransfusikan secara pasif dengan sumsum tulang.

Kondisi patologis ini mengkhawatirkan. Kondisi ini terkait dengan perubahan fisik yang tidak diketahui pada tubuh penerima. Selain itu, chimerisme dapat menyebabkan masalah psikologis. Karena tidak semua pasien siap menerima perubahan anatomi dan fisiologi mereka.

Chimerisme pasca transfusi

Transfusiologi adalah ilmu tentang pengelolaan tubuh melalui dampak yang terarah pada komposisi morfologi darah melalui transfusi. Chimerisme pascatransfusi terjadi ketika dua golongan darah yang berbeda dicampur, ketika sel donor sepenuhnya menggantikan atau hidup berdampingan dengan kode genetik penerima. Patologi ini dapat disebut sebagai komplikasi transfusi atau transplantasi.

Agen transfusi berikut dibedakan:

• Darah dan komponen-komponennya (eritrosit, leukosit, trombosit, plasma).
• Pengganti darah adalah solusi medis yang digunakan dalam kasus disfungsi darah, untuk menormalkan atau menggantinya.
• Transplantasi sumsum tulang dan organ hematopoietik.

Chimerisme pascatransfusi dapat terjadi karena adanya leukosit dalam darah donor. Jika leukosit dikeluarkan dari cairan biologis atau massa sel darah merah, risiko chimerisme pascatransfusi, aloimunisasi, dan komplikasi lainnya minimal.

Komplikasi dan konsekuensinya

Salah satu bahaya kimerisme adalah proses yang tidak terkendali dalam tubuh manusia. Konsekuensi kimerisasi dapat dikaitkan dengan prosedur pascatransfusi atau patologi selama perkembangan intrauterin.

Chimerisme juga mempertanyakan validitas tes DNA dan banyak kasus pengadilan. Kelainan genetik tersebut menyebabkan banyak masalah dalam menentukan ayah biologis. Ada juga persentase tertentu dari pasangan yang tidak subur karena mutasi tersebut.

Kehadiran dua untai DNA dalam satu organisme dapat menyebabkan sejumlah komplikasi. Pertama-tama, hal ini terkait dengan patologi fisik. Ilmu pengetahuan mengetahui sejumlah kasus di mana anak-anak lahir dengan warna mata yang berbeda, pigmentasi marmer, atau anggota tubuh tambahan dari anak kembar yang diserap selama perkembangan embrio.

Komplikasi lain dari mutasi ini adalah ketika transplantasi organ diperlukan dan donor terkait dipilih, ketidakcocokan genetik terungkap. Hal ini menimbulkan banyak pertanyaan dan mempersulit proses transplantasi. Setelah transplantasi, perubahan pada struktur rambut, golongan darah, dan faktor Rh dapat terjadi.

Ada kasus yang diketahui di mana seorang pasien yang menderita AIDS dan limfoma menjalani transplantasi sumsum tulang belakang. Pendonor adalah pembawa mutasi yang memberikan resistensi terhadap virus. Setelah transplantasi, penerima meneruskannya bersama dengan sumsum tulang belakang. Hal ini menyebabkan pasien sembuh total dari penyakitnya.

[ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ], [ 31 ], [ 32 ]

Diagnostik chimerisme pada manusia

Biasanya, chimerisme didiagnosis menggunakan analisis DNA, yaitu tes untuk menentukan hubungan kekerabatan. Pemilihan studi ini dijelaskan oleh fakta bahwa pada tingkat sel, cacat tersebut merupakan campuran dua genotipe dalam satu organisme.

Metode molekuler berteknologi tinggi digunakan untuk pemeriksaan. Jika diduga terjadi chimerisme, pasien akan menjalani serangkaian tes, diagnostik diferensial instrumental dan wajib. Dokter akan mempelajari tentang riwayat keluarga, yaitu kecenderungan turun-temurun terhadap mutasi.

Tes

Penggunaan salah satu atau beberapa metode bergantung pada ketersediaan informasi tentang kemungkinan jenis kelainan. Pengujian untuk dugaan chimerisme ditujukan pada pengujian genetik darah dan DNA. Metode laboratorium penyaringan dan deteksi digunakan, mari kita pertimbangkan:

1. Skrining mutasi digunakan ketika sifat mutasi tidak diketahui, tetapi riwayat keluarga menunjukkan adanya penataan ulang gen.

• Analisis penataan ulang makro dengan DNA blotting.
• Analisis heterodupleks.
• Analisis polimorfisme konformasi DNA untai tunggal.
• Elektroforesis DNA untai ganda dalam gradien denaturan.
• Denaturasi kromatografi cairan kinerja tinggi.

2. Deteksi kimiawi nukleotida yang tidak berpasangan - deteksi mutasi didasarkan pada denaturasi sampel kontrol dengan DNA normal. Sampel didinginkan, membentuk dupreks, beberapa di antaranya akan memiliki basa yang tidak berpasangan yang menunjukkan adanya mutasi.

• Perlindungan RNase.
• Penyaringan.
• Deteksi mutasi.

Analisis yang dijelaskan di atas digunakan dalam penelitian DNA molekuler untuk berbagai patologi genetik, mutasi, termasuk kimerisme.

Diagnostik instrumental

Jika diduga terjadi chimerisme, pasien akan menjalani serangkaian prosedur diagnostik yang berbeda. Diagnostik instrumental diperlukan untuk mempelajari kondisi dan struktur organ dalam dan struktur tubuh lainnya. Karena diketahui bahwa dengan chimerisme, organ hematopoietik (sumsum tulang, timus, limpa, kelenjar endokrin, dll.) menghasilkan darah dengan alel DNA yang berbeda.

Pasien menjalani tes skrining, CT, MRI, diagnostik USG, dan prosedur lainnya. Dalam kebanyakan kasus, diagnostik instrumental yang terperinci diperlukan untuk transplantasi organ atau transfusi darah, ketika pasien ingin bertindak sebagai donor atau penerima.

[ 33 ], [ 34 ]

Perbedaan diagnosa

Chimera adalah gabungan organisme yang berasal dari lebih dari satu zigot. Ada sejumlah kasus patologis yang memiliki asal usul yang sama. Diagnosis diferensial ditujukan untuk mengidentifikasinya.

Mari kita pertimbangkan siapa yang tampak seperti chimera tetapi sebenarnya bukan chimera:

1. Hibrida

• Genetik.
• Somatik.

2. Mosaik

• Kromosom.
• Genetik.
• Epigenetik.

3. Ginandromorf
4. Efek teratogenik dengan tingkat keparahan bervariasi yang disebabkan oleh gangguan gen yang bertanggung jawab untuk proses perkembangan.
5. Kejadian alam yang mungkin disertai dengan mutasi

• kaum Freemartin.
• Hermafroditisme palsu.
• Kelainan kongenital yang parah.
• Hermafroditisme sejati.
• Ovotestis.
• Kembaran yang tidak normal.

Selama proses diferensiasi, semua mutasi genetik yang dijelaskan di atas dipertimbangkan, dan DNA pasien dan kerabatnya diperiksa.

Pengobatan chimerisme pada manusia

Salah satu alat bioteknologi adalah rekayasa genetika. Ilmu ini merupakan serangkaian metode yang bertujuan untuk mengisolasi gen dari suatu organisme, melakukan berbagai manipulasi terhadap gen tersebut, memasukkannya ke dalam berbagai organisme, memperoleh DNA dan RNA rekombinan. Pengobatan kimerisme, studi dan penciptaannya, dapat dilakukan dengan bantuan teknologi genetika tersebut.

Dengan bantuan rekayasa genetika, dokter mengendalikan proses chimerisasi. Hal ini dimungkinkan selama transplantasi sumsum tulang, organ lain, atau transfusi darah. Ini adalah semacam penciptaan chimerisme radiasi dalam kondisi klinis.

Sedangkan untuk penanganan chimera dengan manifestasi eksternal, seperti pada kasus anak Texas, dengan warna kulit mosaik, warna mata berbeda, atau dengan anggota tubuh tambahan dari bayi kembar yang diserap di dalam rahim, terapi ditujukan untuk memperbaiki cacat eksternal. Penanganan dilakukan pada tahun-tahun pertama kehidupan pasien. Hal ini memungkinkan tercapainya hasil yang baik dan meminimalkan gangguan pada proses sosialisasi. Dalam kasus ini, perubahan genetik, yaitu penghilangan salah satu untai DNA, tidak digunakan.

Pencegahan

Studi tentang anomali genetik dalam tubuh manusia ditujukan untuk mencegah berbagai mutasi. Pencegahan chimerisme yang disebabkan oleh faktor alamiah tidak mungkin dilakukan. Karena saat ini belum ada metode yang dapat diakses dan aman yang memungkinkan pelacakan proses perkembangan embrio di dalam rahim ibu.

Namun, chimerisme yang disebabkan oleh prosedur pascatransfusi (transplantasi sumsum tulang, transplantasi organ, transfusi darah) dapat dicegah. Rekayasa genetika digunakan oleh pasangan yang berisiko tinggi memiliki anak dengan kelainan genetik. Dalam kasus ini, untuk mencegah mutasi, sel tambahan ditanamkan ke dalam embrio, sehingga menormalkan set kromosom anak di masa depan.

[ 35 ], [ 36 ], [ 37 ], [ 38 ], [ 39 ], [ 40 ], [ 41 ]

Ramalan cuaca

Chimerisme pada manusia adalah kode genetik yang berbeda dalam satu organisme. Prognosis mutasi semacam itu bergantung pada penyebab yang menyebabkannya. Jika ini adalah chimera darah, maka sepanjang hidup seseorang mungkin tidak akan pernah tahu bahwa ia memiliki dua set DNA. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa penelitian khusus diperlukan untuk mendeteksi anomali dan dalam kebanyakan kasus jenis kelainan ini tidak memiliki tanda-tanda eksternal. Jika chimerisasi dikaitkan dengan metode buatan, maka prognosisnya sulit ditentukan. Jadi, selama transplantasi sumsum tulang, golongan darah pasien, faktor Rh dan beberapa fitur penampilan (warna mata, rambut) yang dimiliki donor dapat berubah.