La différenciation en biologie caractérise la transformation d'un état peu différencié à un état hautement différencié. Ce processus a une importance particulière lors du développement de l'œuf fécondé en un organisme complet. Des perturbations dans le processus de différenciation peuvent conduire à des maladies graves telles que cancer ou des malformations.
Qu'est-ce que la différenciation?
La différenciation biologique concerne la spécialisation des cellules souches indifférenciées en cellules somatiques différenciées. La différenciation biologique concerne la spécialisation des cellules souches indifférenciées en cellules somatiques différenciées. Surtout lors de l'embryogenèse et de la croissance ultérieure, ces processus jouent un rôle de premier plan. Cependant, les processus de différenciation sont toujours importants pour le maintien des fonctions corporelles chez les organismes adultes. Au départ, les cellules souches indifférenciées possèdent toujours la capacité de se transformer en toutes les autres cellules du corps. Dans le processus, plusieurs processus de différenciation donnent naissance à des cellules corporelles spécialisées, qui forment les divers organes et perdent finalement la capacité de se diviser. Il existe plusieurs types de cellules souches. Par exemple, les cellules souches dites totipotentes sont toujours capables de transformer chacune en un organisme complet. Les cellules souches pluripotentes, à leur tour, peuvent encore 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 atteint une certaine différenciation en une lignée cellulaire spécifique. Cependant, ils peuvent toujours se différencier en toutes les autres cellules de cette lignée cellulaire.
Fonction et tâche
La différenciation biologique représente l'un des processus les plus importants dans le développement d'organismes végétaux, animaux ou humains. Au cours de ce processus, entre autres, des cellules somatiques de plus en plus différenciées se développent à partir d'un ovule fécondé en plusieurs étapes. L'ovule fécondé est la première cellule souche totipotente, qui subit initialement une division cellulaire en quatre cellules identiques. Chacune de ces quatre cellules peut se développer en un organisme génétiquement identique complet. Lorsque le stade à quatre cellules est atteint, la formation du blastocyste se produit, qui consiste en des cellules souches embryonnaires pluripotentes. Ces cellules souches pluripotentes peuvent se développer à travers la prochaine étape de différenciation dans les trois couches germinales ectoderme, entoderme et mésoderme et représentent ainsi le point de départ de toutes les autres cellules du corps. Cependant, contrairement aux cellules souches totipotentes, celles-ci ont déjà perdu la capacité de se développer en organismes indépendants génétiquement identiques. Les trois cotylédons donnent naissance à d'autres lignées cellulaires, initialement constituées de cellules souches multipotentes. Dans ce processus, les cellules souches multipotentes sont capables de se développer dans tous les types de cellules de la lignée cellulaire respective. Ces cellules ne possèdent plus la capacité de se transformer en toutes les autres cellules somatiques, puisqu'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 fait référence à la spécification d'une spécialisation une fois qu'elle a été prise, le développement ultérieur des lignées cellulaires étant transmis par des moyens épigénétiques. Bien entendu, les cellules qui ont déjà été pré-différenciées continueront à se différencier en cellules de la lignée cellulaire correspondante dans le cadre de leur détermination. Bien que l'information génétique globale de chaque cellule soit identique, elle est appelée différemment par gène expression en fonction du type de cellule. Cela signifie, entre autres, que dans un foie cellulaire, par exemple, seules les informations génétiques relatives à la fonction hépatique sont décodées, tandis que toutes les autres informations restent non lues. La différenciation est influencée par divers facteurs externes ou internes. Hormones et les facteurs de croissance, par exemple, jouent un rôle important. Les contacts des cellules avec les cellules voisines déterminent également la direction de la différenciation. Dans certaines conditions, une transdétermination peut se produire. Dans ce cas, la détermination de la cellule est modifiée. Cela joue un rôle en particulier dans cicatrisation. Dans ces cas, si les cellules sont déjà différenciées, elles perdent leur différenciation et se différencient à nouveau. Cependant, si ce processus est perturbé, cancer La différenciation est essentielle pour que l'organisme fonctionne comme un système biologique unifié.
Maladies et troubles
Cependant, lors de la différenciation cellulaire, des troubles peuvent survenir et potentiellement conduire aux malformations d'organes au cours de l'embryogenèse. Ainsi, il y a quelques maladies génétiques avec dysplasies d'organes multiples. En plus des malformations du les organes internes, l'aspect extérieur est souvent disharmonieux. Cependant, il existe également des causes non génétiques de malformations d'organes. Un exemple est l'agénésie rénale en l'absence de le liquide amniotique. Depuis l'humain embryon ne peut se développer que dans le le liquide amniotique, une différenciation défectueuse des organes se produit ici en raison du manque d'espace, et d'autres organes et tissus sont également affectés. Médicaments peut également perturber le processus de différenciation au cours de l'embryogenèse. Un exemple bien connu est le tranquillisant thalidomide, qui a endommagé le développement de la croissance du fœtus pendant grossesse précoce. Cela est devenu public en 1961 avec le soi-disant scandale de la thalidomide. Cependant, il peut aussi arriver que des cellules déjà différenciées se dé-différencient puis se multiplient de manière incontrôlable. Cette situation est présente dans cancer. Plus la dé-différenciation des cellules est avancée, plus la tumeur est maligne. Comme mentionné précédemment, la dé-différenciation est nécessaire dans certains cas lorsqu'il y a un plus grand besoin de croissance cellulaire. C'est le cas, entre autres, en cicatrisation. Cependant, dans ces processus, la dé-différenciation est à nouveau suivie d'une différenciation cellulaire. Cependant, si la différenciation ne se produit pas, le cancer se développe. Les mutations somatiques dans les cellules peuvent également affecter les gènes qui influencent la différenciation. Par conséquent, à mesure que nous vieillissons, la probabilité de développer un cancer augmente.
