Menu

Continu transport

Er staan relatief weinig lichaamscellen in direct contact met het externe milieu. Je longen, bloedvaatstelsel, darmen en nieren vormen de infrastructuur in je lichaam om je cellen van stoffen te

voorzien. Je bloed bestaat voor de helft uit bloedplasma, wat bloedvaten bevat. Het bloed stroomt door een systeem van bloedvaten. Samen met je hart vormen ze een dubbele bloedsomloop. Bij inspanning kan het hartminuutvolume toenemen. In de grote bloedsomloop pompt je linker harthelft via de aorta bloed naar de slagaders en via de holle aders terug in de rechter harthelft. In de kleine bloedsomloop pompt je rechter harthelft het bloed via de longslagader naar je longen en via de longaders terug in de linker harthelft.

Omdat bij ongeboren baby’s de longen nog niet werken en er weinig bloed door de longhaarvaten stroom krijgt een baby zuurstof via de placenta. Er is een verbinding tussen de boezems (het foramen ovale) en tussen de longslagader en aorta (de ductus Botalli). Na de geboorte openen de longen, de ductus venosus (bloedvat die het bloed langs de lever in de richting van de onderste holle ader vervoert) sluit als de navelstreng wordt afgeklemd, het foramen ovale sluit en de ductus Botalli verliest zijn functie.

Boezems = dunne wand; kamers = dikke wand; linker harthelft = zuurstofrijk; rechter harthelft = zuurstofarm

Lees meer...

Het immuunsysteem en kanker

T-lymfocyten kunnen selectief kankercellen herkennen en vervolgens doden. Antilichamen spelen een minder belangrijke rol in de afweer tegen tumorcellen.

Er blijkt vaak een groter risico te zijn voor bepaalde soorten kanker bij mensen met immuundeficiënties. Het aantal waargenomen gevallen van bepaalde kankertypen bij deze patiënten kan worden uitgezet tegen het aantal gevallen in patiënten met een werkend immuunsysteem. Hieruit kan een “observed/expected”-ratio berekend worden, zoals weergegeven in tabel 1.

Tumor immunesurveillance wordt uitgevoerd door speciale Tumor Infiltrating Lymphocytes (TILs). Hoe meer TIL’s aanwezig zijn, hoe beter de patiënt de tumor kan bestrijden en hoe langer hij/zij dus in leven blijft. Soms zijn er echter niet genoeg TIL’s aanwezig. Dit kan komen door het ontbreken van een danger signaal. Een danger signaal is nodig voor een goede T-response, omdat dit signaal helpt bij het selectedren van rustende dendritische cellen (DC’s) die nodig zijn voor activatie van cytotoxische T-cellen (figuur 1). Eén signaal kan leiden tot activatie van zeer veel T-cellen (proliferatie in de draining lymph node).

Naast een danger signaal is ook binding van een CD4+ TH1-cel nodig voor de activatie van DC’s. De binding van CD40 op de DC en CD40-ligand op de TH1-cel is hiervoor essentieel. De geselectederde DC kan vervolgens cytotoxische T-cellen selectedren. Zowel CD4+ als CD8+

T-cellen zijn dus belangrijk.

Tumorantigenen zijn meestal eiwitten met mutaties (tumor-specifieke antigenen), of eiwitten die in veel grotere mate tot expressie komen dan in gezonde cellen (tumorgeassocieerde antigenen). Bepaalde tumoren in de eierstokken, die voorkomen bij het

Paraneoplastic Syndrome, zijn een voorbeeld van tumoren met abnormale eiwitexpressie. Deze tumoren hebben namelijk hoge expressie van een onco-neuro eiwit dat normaal alleen in Purkinje cellen in de hersenen voorkomt. T-cellen worden vervolgens ingezet tegen de onco-neuro eiwitten in de eierstokken, waardoor de tumoren meestal in grootte afnemen. De Purkinje cellen hebben echter ook expressie van dit eiwit en worden hierdoor ook aangetast. Hierdoor kan schade aan het zenuwstelsel een ongewenst gevolg zijn van de immuunrespons.

Een ander voorbeeld is allogene stamceltransplantatie bij leukemiepatiënten, waarbij de stamcellen uit het bloed van een donor komen en niet uit bloed van de patiënt zelf. De donorcellen kunnen de eventueel nog aanwezige leukemiecellen opruimen (Graft versus Leukemia), maar ze kunnen ook de gezonde cellen van de patiënt aanvallen (Graft versus Host Disease). Tegenwoordig worden daarom vaak T-cellen van de patiënt zelf geïsoleerd, geselecteerd en vervolgens weer terug ingebracht (autologe stamceltransplantatie).

Baarmoederhalskanker wordt veroorzaakt door het HPV-virus. Wanneer dit virus zich in het genoom van de gastheer inbouwt, verliest het één van zijn genen (E2, zie figuur 2). Dit heeft zeer hoge expressie van E6 en E7 tot gevolg. Deze eiwitten kunnen binden aan tumorsuppressor eiwitten p53 en Rb in de gastheercel, wat als gevolg heeft dat de kans op tumoren vergroot wordt. De meeste tumor-specifieke antigen komen voort uit virale infecties zoals die met het HPV-virus.

migratie van antigeen presenterende cellen (APC’s) en stimulatie van CD4+ en CD8+ Tcellen zijn belangrijk. De T-cellen moeten vervolgens migreren naar de tumorcellen en deze herkennen en vernietigen. Aan al deze condities wordt echter niet altijd voldaan. De cellen van het immuunsysteem zijn in sommige gevallen bijvoorbeeld wel aanwezig, maar zijn ignorant. Dit houdt in dat ze de tumorcellen niet kunnen herkennen door bijvoorbeeld fysieke barrières en hierdoor geen cellulaire respons starten (geen danger signals). Ook kunnen de T-cellen indifferent zijn. Ze kunnen de tumor dan wel herkennen, maar worden lokaal onderdrukt door aanwezigheid van Treg-cellen. Een lage CD8/Treg-ratio gaat meestal gepaard met een lage overlevingskans. Zowel ignorance als indifference van T-cellen geven de tumor de kans om het imuunsysteem te ontsnappen (figuur 1). Soms doen tumorcellen dit zelfs actief door zelf te veranderen of de expressie van MHC I te verlagen, waardoor antigenen niet meer herkend kunnen worden door CD8+ T-cellen.

Er zijn drie mogelijke scenario’s wanneer een immuunrespons wordt ingezet tegen een tumor. In het meest gunstige geval kunnen de tumorcellen geheel geëlimineerd worden door de aanwezige immuuncellen. In andere gevallen treedt een evenwicht op waarbij immuuncellen de tumor proberen te bestrijden, terwijl de tumor zelf veranderingen ondergaat. Er vindt tijdens deze fase vaak selectie plaats van tumorcellen die door genetische instabiliteit kunnen ontsnappen aan de effecten van T-cellen. Als dit succesvol is, kan dit zelfs leiden tot escape van de tumor aan de immuunrespons. dit is samengevat weergegeven in figuur 3

Via twee typen immunotherapeutische therapiën kunnen we ons beschermen tegen bepaalde, met name door virussen veroorzaakte, tumoren:

-> Passieve therapiën berusten op beenmergtransplantaties en vaccinatie met tumor-specifieke antilichamen van een donor of kunstmatig geproduceerde antlichamen. Het lichaam kan zelf geen effectorcellen maken na passieve therapie.

-> Actieve therapieën stimuleren het eigen immuunsysteem. Voorbeelden worden besproken in de paragrafen hierna. Checkpoint antilichamen verwijderen bijvoorbeeld de remming/suppressie door bijvoorbeeld Treg-cellen van de afweerreactie van de patiënt, waardoor de tumorspecifieke

T-cellen nu zonder remming de tumor kunnen vernietigen. Dit is alleen mogelijk als patiënten van zichzelf al een immuunrespons tegen de tumor opwekken. Als ze in eerste instantie al geen T-cellen hadden aangemaakt heeft deze techniek geen zin. Transfer van tumor-specifieke T-cellen van de patiënt zelf is een andere manier van actief bestrijden van tumoren. Buiten het lichaam worden tumor-specifieke T-cellen geselecteerd en gemultipliceerd, waarna ze worden ingebracht in de patiënt (figuur 4).

Een andere manier waarop de tumor-specifieke T-cellen kunnen worden geselecteerd is door een kleine hoeveelheid tumorweefsel af te nemen en deze samen met bepaalde lymphocyten te kweken in co-cultures (figuur 5). Met bepaalde essays kan vervolgens een cultuur met T-cellen teruggeplaats worden.

Vaccinatie tegen bepaalde tumoren is ook mogelijk. Er kan hierbij gekozen worden uit een groot scala aan mogelijkheden. Mogelijkheden liggen van injectie van peptiden tot injectie van gemodificeerde tumor cellen. Over het algemeen is het echter makkelijker om kleine moleculen te injecteren. Bij immunotherapie met Synthetic Long Peptides wordt bijvoorbeeld een antigen in kleine peptiden geknipt, welke vervolgens geïnjecteerd kunnen worden in de patiënt. Een aantal van deze peptide fragmenten kunnen het gewenste epitoop bevatten voor T-cellen om aan te binden. Figuur 6 geeft het principe weer.

Immuunresponses tegen tumoren zijn dus mogelijk en kunnen worden ingezet tegen tumour-specifieke (TSA) of tumour-geassocieerde (TAA) antigenen. Er zijn meerdere toekomstige mogelijkheden voor therapieën aanwe

Lees meer...

Huntington’s Disease

Huntington’s Disease (HD, ook bekend als Huntington’s Chorea of St. Vitus Dance) is een autosomaal dominant overervende neurodegeneratieve ziekte. HD-patiënten overlijden uiteindelijk als gevolg van het krimpen van de hersenen, doordat neuronen in apoptose gaan en niet vervangen worden. Ongeveer 4 tot 10 op de 100.000 mensen is HD-patiënt. Symptomen van de ziekte zijn onder andere:

  • Ongecoördineerde bewegingen,
  • Verstandelijke handicap,
  • Emotionele stoornissen.
  • Genetische achtergrond


Het gen verantwoordelijk voor HD codeert voor huntingtin-eiwit, een eiwit van 350 kDa met een nog onbekende precieze functie. Muizen waarbij het HD-gen uitgeschakeld is (‘null mutants’), ontwikkelen geen brein en zijn dus niet levensvatbaar. Muizen waarbij het HD-gen vervangen is door het humane, gemuteerde gen (complementatie), zijn wel levensvatbaar en zullen uiteindelijk ook vergelijkbare symptomen vertonen als mensen met het gemuteerde gen. Huntingtin is dus essentieel in de ontwikkeling van de hersenen en er kan daarom geconcludeerd dat het gemuteerde huntingtin deze functie niet heeft verloren (HD-patiënten zouden niet levensvatbaar zijn als het gemuteerde huntingtin zijn functie in neurogenese niet meer zou kunnen uitvoeren).

Het HD-gen ligt op chromosoom 4 en wordt gekenmerkt door een N-terminale CAG-repeat (coderend voor een polyglutamine staart, vaak afgekort als PolyQ). De PolyQ-staart heeft de eigenschap om β- sheets te vormen. Gewoonlijk varieert het aantal CAG-repeats in het DNA tussen de 6 en 35, maar bij HD-patiënten ligt dit aantal tussen de 40 en 121. De lengte van de repeat is omgekeerd evenredig met de onset van de ziekte: hoe langer de repeat, hoe eerder de ziekteverschijnselen zullen ontstaan. Het is uitsluitend de lengte van de repeat die bepalend is voor de ziekte, het gen zelf blijft intact. De mutatie ontstaat door de instabiliteit van de CAG-repeat in het DNA. Instabiliteit is een algemene eigenschap van nucleotide-repeats in het DNA, dit geldt dus niet alleen specifiek voor de CAG-repeat in het gen voor huntingtin. De mutatie ontstaat tijdens de replicatie van het DNA door stotteren van de replicatie-enzymen. DNA is een dynamisch molecuul en er bestaat een evenwicht tussen de gesloten en open fase van het DNA. Tijdens de DNA-replicatie kan het DNA dus spontaan tijdelijk overgaan in zijn open fase (figuur 1). Wanneer het DNA weer terugkeert naar zijn gesloten fase, zal het in veel gevallen weer netjes de juiste baseparing maken (figuur 1, bovenste pathway). In sommige gevallen worden echter een aantal CAG-repeats overgeslagen (figuur 1, onderste pathway). Als de replicatie dan gewoon doorgaat, zullen dus extra repeats in het nieuwe DNA ingebouwd worden. Als deze replicatiefout in de geslachtscellen plaatsvindt, kan dit leiden tot HD bij de nakomeling (als het totaal aantal repeats hierdoor groter wordt dan 40). Het mechanisme kan natuurlijk ook precies omgekeerd

plaatsvinden, wat tot een te klein aantal repeats kan leiden (figuur 1, middelse pathway). Deze mutatie is echter niet terug te zien in het fenotype. Figuur 1: Mechanisme voor het langer worden van de CAG-repeat tijdens de replicatie bij HD-patiënten.

Grijs DNA is het originele DNA (alleen de leading strand is weergegeven), blauw is het nieuw gesynthetiseerde DNA. De bovenste pathway geeft de normale replicatie weer, de onderste pathway de replicatie waarbij de CAG-repeat verkeerd terugkeerd naar de gesloten toestand van het DNA (zie tekst voor details). De middelse pathway laat zien dat er ook te weinig repeats ingebouwd kunnen worden. De DNA-loops worden extra gestabiliseerd door C-G basenparing. De replicatie-eiwitten zijn niet weergegeven.

Mechanisme: vorming van NI’s

Als gevolg van de mutatie wordt huntingtin in HD-patiënten naar de kern getransporteerd, terwijl het eiwit bij gezonde personen in het cytoplasma blijft. Hier kunnen aggregaten van huntingtin ontstaan (nuclear inclusions, NI’s), welke apoptose als gevolg hebben. Er is dus sprake van een ‘gain of function’-mutatie. De aggregaten ontstaan doordat de β-strands van de polyQ-staarten interacties met elkaar aan kunnen gaan. Hierbij worden anti-parallelle β-sheets gevormd, die gestabiliseerd worden door waterstofbruggen. Wanneer de polyQ-staarten meer dan 40 repeats hebben, worden deze interacties tussen β-strands sterk genoeg voor aggregatie. In gezonde personen zijn de polyQstaarten te kort, waardoor de de β-strands geen stabiele interacties met elkaar kunnen aangaan.

Dit verklaart ook waarom de ziekte dominant overerft: in heterozygote patiënten is zowel de gezonde als gemuteerde variant van huntingtin aanwezig, maar 50% van het huntingtin van die patiënt slaat altijd neer in de kern. Om deze reden worden ~99% van alle dominant overervende ziektes veroorzaakt door ‘gain of function’-mutaties.

Andere eiwitten met β-sheets kunnen ook ingevangen worden door de huntingtin-aggregaten, waardoor ze hun functie niet meer kunnen uitvoeren. Een voorbeeld is ataxin-3, wat ook een polyQstaart bevat (figuur 2). Mogelijk is het wegvangen van essentiële eiwitten (mede-)verantwoordelijk voor het in apoptose gaan van de neuronen.

Mechanisme: betrokkenheid van het proteasoom en caspases

Het gemuteerde huntingtin wordt door ubiquitine getagd voor afbraak door het proteasoom volgens het bekende mechanisme (The Cell, pagina 391-394). Deze afbraak is echter niet succesvol en kan in plaats daarvan leiden tot rekrutering van andere polyQ-bevattende eiwitten (figuur 2). Via een nog onbekend mechanisme heeft de vorming van gemuteerd huntingtin ook activatie van caspases tot gevolg, een groep van proteases die actief wordt wanneer cellen in apoptose gaan. Activatie van caspases heeft mogelijk als gevolg dat andere apoptotische pathways geselectederd worden, waardoor de neuronen uiteindelijk in apoptose gaan.

HD vanuit een klinisch perspectief

Vanuit een therapeutisch oogpunt is het interessant om specifiek het gemuteerde huntingtin op te kunnen ruimen uit de cel. Mogelijk kunnen een aantal post-translationele modificaties hierbij een belangrijke rol in spelen. Het is gebleken dat fosforylering van Ser13 en Ser16 de ziekteverschijnselen konden voorkomen in het muismodel van HD. Het vervangen van de serines door het negatief geladen aminozuur aspartaat had een vergelijkbaar effect (beide methoden brengen negatieve lading aan in het N-terminale uiteinde van het huntingtin). Bij muizen waarbij het serine in het gemuteerde huntingtin was vervangen door alanine (wat geen OH-groep bevat in de zijketen en dus niet gefosforyleerd kan worden) werden wel HD-symptomen geconstateerd. De aanwezigheid van een fosfaatgroep of andere negatieve lading blijkt dus belangrijk te zijn voor het opruimen van het eiwit. Bij het gemuteerde eiwit gaat deze fosforylering echter inefficiënter dan bij het wild-type.

Het is mogelijk dat de aanwezigheid van negatieve groepen op de serines het aanbrengen van andere post-translationele modificaties kan induceren, waaronder ook acetylering van Lys9 en Lys444 van het huntingtin. Deze acetylering is direct gelinkt aan de afbraak van huntingtin via autofagie (figuur 3). Normaal is dit de pathway waarmee organellen afgebroken worden, maar ook de afbraak van huntingtin gaat mogelijk (gedeeltelijk) via deze pathway. Het geacetyleerde huntingtin wordt waarschijnlijk getagd met SUMO, een eiwitje wat lijkt op ubiquitine, om vervolgens afgebroken te worden in de autofagie pathway.

Kinases die mogelijk specifiek het (gemuteerde) huntingtin kunnen kineren zijn mogelijke nieuwe targets voor behandeling van HD. Andere polyglutamine diseases

Alle CAG-repeats in het genoom zijn instabiel en elk van deze repeats kan dus ook verlengd worden volgens het mechanisme uit figuur 1. Alle in frame CAG-repeats zullen coderen voor een polyQ-staart en alle polyQ-staarten vormen β-sheets. Het is dus niet verwonderlijk dat er een aantal andere ziektes zijn die ook veroorzaakt worden door instabiliteit van CAG-repeats in het DNA. Deze ziektes worden ook wel aangeduid met de term ‘polyglutamine diseases’. Een aantal van deze ziektes zijn spinobulbar muscular atrophy (SBMA), spinocerebellar ataxia type 1 (SCA1), SCA2, SCA3, SCA6, SCA7, SCA12 en SCA17. In deze laatste ziekte is de polyQ-staart van het TATA-binding protein verlengd, een algemene transcriptie initiatiefactor. Ook SCA17 wordt gekenmerkt door vorming van NI’s in de kernen van neuronen.

Lees meer...

Secundaire (embryonale) geslachtsdeterminatie

Differentiatie van de externe genitaliën en de afvoergangen van de geslachtsklieren SRY zorgt ervoor dat testosteron aangemaakt wordt. Testosteron zorgt voor de vorming van de mannelijke interne genitalia (epididymis, vas deferens en zaadblaasje), door differentiatie van de buis van Wolff. Verder kan het worden omgezet in DHT wat zorgt voor het ontstaan van de penis, het scrotum en de prostaat. In de vrouw zorgt oestrogen voor de ontwikkeling van de vrouwelijke interne genitalia (eileider, uterus en vagina) vanuit de buis van Muller.

Uit de sinus urogenitalis vormen zich de bulbo-urethrale klieren en de prostaat, uit de genitale vouwen de penis en het scrotum.

Steroïde hormonen: biologische functie en steroïdogenese

Er zijn 5 fysiologische groepen van steroïde hormonen:

1. Mineralocorticoïden, geproduceerd door de bijnier; reguleren de zout balans en handhaven de bloeddruk.

2. Glucocorticoïden, geproduceerd door de bijnier; reguleren koolhydraat metabolisme en stress.

Geslachtshormonen:

3. Progestogenen

4. Oestrogenen, met name geproduceerd door de ovaria; reguleren de voortplantingsfunctie en de vrouwelijke secundaire geslachtskenmerken.

5. Androgenen, met name geproduceerd door de testes; zijn essentieel voor de vruchtbaarheid en de mannelijke secundaire geslachtskenmerken.

De steroïde receptoren behoren tot de nucleaire hormoon receptor familie. En bovenstaande hormonen binden daarom allemaal aan deze receptoren.

Daarna kun je eigenlijk alle kanten op, zowel naar hormonen van de bijnierschors (aldosteron en cortisol) als naar hormonen van de gonaden (testosteron, DHT en oestradiol). Steroïden worden alleen in intermediar mesoderm afkomstig weefsel gemaakt. Glucocorticoiden -> koolhydraat metabolisme; mineralocorticoiden (aldosteron) -> hoeveelheid natrium en kalium in het lichaam.

(Pseudo)hermafroditisme / disorders of sexual development (DSD), gebleven bij dia 93 Pseudohermafroditisme: defect van geslachtshormonen of hun receptoren. Mannelijke pseudohermafrodieten: XY - testes - vrouwelijke genitaliën, dus op het hormonale vlak is het misgegaan.

Bijnier hyperplasie -> precusor corticosteroiden worden allemaal omgezet naar testosteron, ze gaat er dan mannelijk uit zien. De bijnier krijgt steeds meer ACTH, de steroid precusors lopen dan over en worden dan in de gonaden met name omgezet in testosteron (dus geen cortisol productie).

Je hebt ook nog het complete androgen insensitivity syndrome (CAIS), dit is een testiculair feminisatie syndroom. Bij dit syndroom is er sprake van een defect in de androgenreceptor. Hierdoor kan testosteron niet aan zijn receptor binden en kan de mannelijke geslachtsontwikkeling niet plaatsvinden  XY vrouw. In dit geval is er wel een testis aanwezig en kan er dus gewoon AMH productie in de Sertoli cellen ontstaan, hierdoor degenereren de buizen van Muller, waardoor je geen eileiders, geen uterus, een blinde vagina en cyclus krijgt. Maar er is geen sprake van het testosteroneffect, dus de buizen van Wolff differentiëren niet  geen vas deferens, epididymis en zaadblaasje. De testes dalen maar gedeeltelijk in en er is sprake van externe vrouwelijke kenmerken zoals: geen oksel- en schaam- en beenbeharing.

Bij 5 alfa reductase deficiëntie kan testosteron niet worden omgezet in dihydrotestosteron (DHT), wat nodig is voor de ontwikkeling van de mannelijke externe genitalia en de prostaat. DHT is aanwezig in de Sertolicellen en periferie, is 10x zo actief als testosteron en zorgt voor de verdere ontwikkeling van de externe genitalia. DHT -> penis, urethra, scrotum en prostaat.

Bij deze afwijking is de testis aanwezig, dus er is gewoon AMH productie door de Sertoli cellen en de buizen van Muller degenereren gewoon -> geen eileiders, uterus, blinde vagina. Ook vindt er gewoon differentiatie van de buizen van Wolff plaats -> epididymis, vas deferens, zaadblaasje en vergrootte clitoris. Omdat er geen DHT geproduceerd wordt blijft de penis achter in groei en is er sprake van penoscrotale hypospadie: de labioscrotale en urethrale zwellingen zijn niet gefuseerd. Tijdens de puberteit stijgt het testosteronniveau vaak waardoor de penis groeit en de ballen indalen.

Lees meer...

Vrouwelijke factoren

DAX1 (transcriptie factor)

Een van de factoren die het vrouwelijke genotype bepalen is Dax1. Dax1 (= dosage-sensitive seks reversal, adrenal hyperplasia, X-linked) is een orphan nucleaire receptor en het is gedupliceerd in Denys-Drash syndroom (je krijgt dan XY geslachtsreversie, zij worden dus vrouw). De functie van Dax1 is waarschijnlijk het onderdrukken van Sox9 en andere ongepaste mannelijke genen in de vrouw. Dax1 komt tot in expressie in de indifferentie gonade en daarna alleen nog maar in het ovarium. Dax1 is een transcriptiefactor en behoort tot de nucleaire hormoon receptor familie. Wat bindt er nou aan deze transcriptiefactoren? Liganden: steroïden (zoals oestrogenen, progesteron, androgenen, glucocorticoiden en mineralocorticoiden); retinoine zuren; vetzuren; prostaglandinen; thyroid hormonen; leukotrienen; onbekend  orphan receptoren. Van Dax1 is er dus nog niet duidelijk wie er aan bindt. Normaal is het zo dat Dax1 Sox9 remt, waardoor je geen mannelijke genen krijgt, en in het geval van een XY met Dax1 duplicatie remt SRY Dax1, maar door de extra dosis Dax1 wordt Sox9 toch geremd en krijg je ook een vrouw, doordat de gonaden zich niet ontwikkelen. Dus in een normale man remt SRY Dax1.

Functionele disomie = beide Dax1 genen zijn actief, dit kan ontstaan door een translocatie van de korte arm van chromosoom X. Wnt4 (= glycoproteine)

Dit signaaleiwit (van de Wingless familie) is essentieel bij de ovarium ontwikkeling. Bij te veel Wnt4 (genduplicatie) krijg je XY geslachtsreversie. Wnt4 selectedert Dax1. Verder leidt SRY (Sox9?) tot downregulatie van Wnt4 en Dax1. Het mannelijke en vrouwelijke houden elkaar dus in evenwicht.

De vrouwelijke gonaden (testis) en afvoerbuizen (buis van Wolff is gedifferentieerd) lijken sterk op de mannelijke in Wnt4 knockout muizen -> geslachtsreversie. Daarnaast zie je de buis van Wolff bij kleuring van Pax2, dus het bevindt zich niet alleen in de nier en ureter. R-spondin1 werkt samen met Wnt4, samen zorgen ze tot ophoping van beta catenine. Zo kan Dax1 worden afgeschreven.

Dit leidt dus tot een goede ontwikkeling van de vrouw. Door mutaties in R-spondin1 krijg je XX geslachtsreversie. Familie F: door een guanine insertie krijg je een frameshift en daardoor een stopcodon na 10 aminozuren. Sporadische mutatie AN: homozygote deletie van 2752 baseparen -> geen exon 4 -> geen normale isoform van RSPO1 en verminderde expressie van beta catenine. Zonder R-spondin1 kun je niet goed ontwikkelen tot vrouw.

AMH (zowel endocriene als paracriene factor)

Anit-Mullerian hormoon, deze zorgt voor de regressie van de buis van Muller in de man. Dit hormoon wordt uitgescheiden door de Sertoli cellen. Het is een cel signalerend eiwit en behoort tot de TGF familie. De expressie van AMH wordt gereguleerd door sox9, wt1, sf1 en GATA4. AMH kan via de bloedbaan ook in de buis van een mogelijk tweede embryo komen, dit komt door de gedeelde bloedvoorziening. In dat geval wordt de buis van Muller in een XX embryo afgebroken door de AMH van het XY embryo.

Als er een mutatie in de Amhr2 receptor of in de Bmpr1a receptor zit, wordt de buis van Muller niet afgebroken, er is dan sprake van AMH receptor deficiëntie!!

AMH bindt aan de AMH-receptor waardoor het MMP2 gen wordt afgeschreven en je MMP2 (matrix-metalloprotease )krijgt. Hierdoor regresseert de buis van Muller. Totaalplaatje:

Toevoeging: SRY remt dus Wnt4 en Dax1 en Dax1 remt Sox9. Verder remmen beta catenine en sox9 elkaar.

Lees meer...

Morfolgische ontwikkeling van de geslachtsorganen

Geslachtsdeterminatie door de eeuwen heen, deze heeft nogal een verandering doorgaan: 335 v. Chr.: Aristoteles

Vrouwen zijn mannen waarvan de ontwikkeling vroegtijdig is gestopt t.g.v. de koude baarmoeder die het hete sperma teveel heeft afgekoeld. 190 n. Chr.: Galen - 1543 n. Chr.: Vesalius

Vrouwen zijn slecht ontwikkelde mannen met binnenste buiten gekeerde geslachtsdelen. 1600 - 1900:

Een vrouw is een vrouw en geen man! En omgevingsfactoren bepalen het geslacht. 1900 - 2000: (Geslachts)chromosomen (en omgeving) bepalen het geslacht.

Het geslacht, de gonaden, ontstaat in het intermediare mesoderm. De gonade ontstaat mediaal van de mesonephros!! Bij 6 weken spreek je van een bipotentieel geslachtsprimordium, het kan nog alle kanten op. Je ziet ook de buis van Muller die geïnduceerd wordt door de buis van Wolff. Door de Amhr2 receptor te kleuren kun je gonaden in kaart brengen. Cre activiteit is beperkt tot de gonaden en de buizen van M. Stuvia.com - De Marktplaats voor het Kopen en Verkopen van je Studiemateriaal Gelachtsdeterminatie: primair = de bepaling van de gonaden; secundair = de bepaling van het fenotype buiten de gonaden.

Geslachtskenmerken: primair = kenmerken bij de geboorte; secundair = kenmerken in de puberteit.

Het overzicht van de geslachtsdeterminatie (= belangrijk):

Secundair is dus dat het ovarium en de testis hormonen gaan aanmaken en vanaf daar verder. Vanaf 4 weken heb je het gonade kiemepitheel, vanaf 6 weken dus het bipotentieel primordium en vanaf 7 weken begint de differentiatie in ovarium of testis. Dit alles kan bij de mens onderzocht worden m.b.v. geslachtsreversies en steriele patiënten.

Secundaire geslachtbepaling in zoogdieren

Wanneer je de gonaden uit een konijnenembryo haalt dan ontwikkelen mannetjes en vrouwtjes zich allemaal tot vrouwtje, je laat altijd buizen van Muller tot ontwikkeling komen. Je ziet geen penis en bijbehorende mannelijke structuren. De testis is daarom heel belangrijk en is nodig voor de ontwikkeling van de mannelijke geslachtskenmerken (testosteron) en voor de regressie van vrouwelijke structuren (AMH).

De geslachtsbepaling in het dierenrijk verschilt per diersoort. Zo wordt het geslacht van een krokodil bepaald door de incubatie temperatuur van het ei.

Als je Lhx9 mist dan wordt er geen gonade gemaakt. Je hebt eerst wel een normale aanleg van het gonade kiemepitheel. Dus dit is nodig voor de specificatie!! Maar in de mutanten is geen sprake van proliferatie van het gonade kiemepitheel en er worden uiteindelijk ook geen gonaden aangemaakt als Lhx9 mist. Verder zijn Lim1, Emx2, Sf1 en Wt1 essentieel voor de specificatie van de indiffernte gonade. Bij mutaties in Lhx9, Lim1, Emx2 en Wt1 ontstaan helemaal geen gonaden; bij mutaties in Emx2, Sf1 en Wt1 begint de ontwikkeling van de gonaden wel, maar stop dan en regresseert.

Stel dat het wel goed gaat en je bipotentieel primordium krijgt, wat dan. De primaire geslachtsbepaling wordt bepaald doordat mannen XY hebben en vrouwen XX. Vrouwen die maar 1 X hebben, die hebben het Tuner syndroom, en die zijn vrouwelijk. 47 XXY  Klinefelter syndroom, deze individuen zijn mannelijk. Je kunt nu concluderen dat het Y chromosoom bepaalt dat je een man wordt, hoeveel Xen je ook hebt. Oftewel het Y chromosoom codeert voor de testis determining factor (TDF). XY vrouwen en XX mannen hebben toch ergens een stukje Y, de TDF ligt op de korte arm van Y chromosoom, dit is al genoeg om man te worden. Het gen dat voor de 35 kb regio codeert is het SRY gen (= sex determining region of the Y chromosome). SRY deletie = een XY vrouw. SRY translocatie = een XX man. Als je het SRY gen hebt, dan wordt je de mannelijke richting opgestuurd. SRY transgenen XX muizen ontwikkelen zich als mannen (testes, bijbehorende mannelijke organen en penis), maar deze vrouwtjes zijn steriel. Als je twee XX hebt dan remt dat de spermatogenese, dus met SRY kun je niet helemaal een man maken, er zijn ook andere delen van het Y chromosoom voor nodig.

SRY is een DNA bindende eiwit het behoort tot de HMG eiwitten. Deze eiwitten ontvouwen de dubbele helix en maken er een knik in. Dit kan de transcriptie beïnvloeden, maar het kan ook betrokken zijn bij de RNA processing (splicen). Dit laatste is niet zo belangrijk. Dus we weten nu dat SRY leidt tot de vorming van de testis, maar wat is er nog meer? SRY is essentieel voor migratie van de mesonephros cellen naar de gonade (deze gaan daar bijdragen aan de verdere ontwikkeling). Ze hebben muisjes genomen van 12 dagen, ze bevatten ofwel SRY ofwel niet. Uit deze muisjes wordt het urogentiaal rudiment gehaald, dus de gonaden en de mesonephros worden uit elkaar gehaald. Na het kweken zie je dan dat de gonade blauw kleurt, dus er zijn cellen van de mesonephros in de gonaden gekropen bij muizen met het SRY gen. Dit is dus nodig om een goede testis te maken. Als je FGF9 uitschakelt dan krijg je XY geslachtsreversie. Is er een verband bij de migratie van de mesonephroscellen naar de gonaden? Ze hebben nu alleen vrouwtjes gebruikt (inderdaad geen migratie), maar bij toevoeging van FGF9 zagen ze wel migratie, dus dit kan zelfs zonder SRY, FGF9 neemt dan zijn functie over. Dus FGF functioneert de downstream van SRY, hij kan het gebrek van SRY overkomen. FGF9 heeft verschillende functies: proliferatie en differentiatie van Sertoli voorlopercellen (precursors); celmigratie van mesonephros endotheel cellen naar de testis; organiseren van Sertoli cel precursors tot testis strengen; vorming van de grote testis slagader.

SRY komt alleen in zoogdieren voor (dus het is niet evolutionair geconserveerd). Verder zijn er ook veelvuldig XY geslachtsreversies zonder mutaties in het SRY gen aangetoond. Wat zit er upstream SF1 en ..? Wat zit er nog meer downstream FGF9 en ..? Of loopt er misschien nog iets parallel aan deze pathway? Sox9 (transcriptie factor)

Dit is een nieuwe mannelijke factor die ontdekt werd. Dit gen is heel erg belangrijk bij botvorming. Maar daarnaast zie je ook in 75% van de XY patiënten een geslachtsreversie van de XY. Verder is gevonden dat als je een duplicatie hiervan krijg in XX ook geslachtsreversie krijgt. Het gen is autosomaal (nr. 17) en evolutionair geconserveerd in vertebraten. Sox9 is de centrale figuur, deze moet zorgen voor de mannelijke richting. Sox9 induceert de testis ontwikkeling in XX transgene muizen. Bij een Sox9 mutatie in XY krijg je juist een vrouwtje. Sox9 wordt onder andere gereguleerd door SRY. Samen met SF1 bindt SRY aan het DNA, waardoor Sox9 geselectederd wordt. Sox9 autoreguleert zichzelf (dus drie manieren!).

De plaats van FGF9 is hierdoor wel wat onduidelijker, maar hij zit sowieso achter SRY. De SRY expressie begint in het centrum van de gonade en verspreidt zich dan door gehele gonade = dynamisch “center-to-pole” patroon. Sox9 (4 uur later) gaat ook helemaal over de gehele gonade, dan trekt SRY zich terug en heb je alleen nog maar Sox9.

Lees meer...
Abonneren op deze RSS feed

Advies nodig?

Vraag dan nu een gratis en vrijblijvende scan aan voor uw website.
Wij voeren een uitgebreide scan en stellen een SEO-rapport op met aanbevelingen
voor het verbeteren van de vindbaarheid en de conversie van uw website.

Scan aanvragen

Blog

Diensten

Volg bronso