Tek Bedende Farklı Genetik İzler: Kimerizm

Natalia Kuzina/iStockphoto.com

Adını mitolojideki farklı canlıların özelliklerini taşıyan bir varlıktan alan kimerizm, bir canlının bedeninde farklı genetik kökene sahip hücre topluluklarının bulunması durumudur. Bu yönüyle kimerizm, aynı bireyin hücrelerinde sonradan ortaya çıkan genetik farklılıklardan kaynaklanan mozaiklikten ayrılır. Kimerizm kimi zaman erken embriyonik dönemde farklı hücre topluluklarının birleşmesiyle, kimi zaman gebelik sırasında anne ile bebek arasında az sayıda hücrenin geçişiyle, kimi zaman da kan, organ veya kemik iliği nakli sonrasında ortaya çıkabilir.

Mikrokimerizm: Anneden bebeğe, bebekten anneye hücresel miras

Doğal kimerizmin en yaygın biçimlerinden biri olan mikrokimerizme ilişkin bilimsel gözlemler 19. yüzyılın sonlarına kadar uzanır. Alman patolog Christian Georg Schmorl, 1893 yılında eklampsi nedeniyle hayatını kaybeden  gebelerin akciğer dokularında plasenta kökenli hücrelere rastladı. Bu gözlem, gebelik sırasında anne ile fetüs arasında hücre geçişi olabileceğine dair erken bulgulardan biri kabul edilir. İlerleyen yıllarda, erkek çocuk dünyaya getirmiş bazı kadınların kanlarında ve çeşitli dokularında Y kromozomu taşıyan hücreler tespit edilmiştir.

Peki bu hücresel misafirlik tam olarak nasıl gerçekleşir?

Gebelik sırasında anne ile gelişmekte olan fetüs arasında plasenta aracılığıyla iki yönlü hücre geçişi olabilir. Fetüsten anneye geçen hücrelerin annenin vücudunda kalması fetomaternal mikrokimerizm, anneden fetüse geçen hücrelerin çocukta varlığını sürdürmesi ise maternal mikrokimerizm olarak adlandırılır. Bu hücrelerin bir bölümü doğumdan sonra da yıllarca dokularda varlığını koruyabilir. Ancak mikrokimerizmde söz konusu olan hücreler genellikle çok az sayıdadır; bu nedenle bu durum çoğu zaman dışarıdan fark edilebilen bir özellik oluşturmaz.

Tetragametik kimerizm: İki embriyodan tek bireye

Tetragametik kimerizm, iki ayrı yumurta hücresinin iki ayrı sperm tarafından döllenmesiyle başlayan bir süreçtir. Normal koşullarda bu durumda çift yumurta ikizi gelişebilir. Ancak gelişimin çok erken evrelerinde bu iki zigottan gelen hücre toplulukları birleşirse tek bir embriyo oluşabilir. Bu embriyodan gelişen bireyin bazı dokuları bir zigottan, bazı dokuları ise diğer zigottan köken alan hücrelerden oluşabilir.

Bilim insanları, bu durumun farklı hücresel mekanizmalarla ortaya çıkabileceğini düşünüyor. Örneğin yumurta hücresi oluşurken ortaya çıkan ve normalde yok olması beklenen kutup cisimciği, bazı nadir durumlarda sperm tarafından döllenebilir ve döllenmiş yumurta hücresiyle birlikte gelişime katılabilir. Bir başka olasılıkta ise döllenmemiş yumurta hücresinden oluşan farklı hücre parçalarının iki ayrı spermle birleşmesi söz konusu olabilir. Bu tür durumlarda genetik katkı üç gametten geldiği için trigametik kimerizmden söz edilir. Ancak bu mekanizmalar çok nadirdir ve çoğu zaman yalnızca genetik incelemelerle anlaşılabilir.

Kimerik bireylerin büyük kısmı yaşamları boyunca bu durumun farkına varmayabilir. Çünkü farklı genetik kökene sahip hücrelerin vücuttaki dağılımı dış görünüşte belirgin bir iz bırakmayabilir. Bazı kişilerde ise farklı kan grubu hücrelerinin bulunması, ciltte gelişimsel hücre hatlarını izleyen renk farklılıkları ya da nadiren farklı göz renkleri gibi bulgular görülebilir. Ancak bu özelliklerin her biri kimerizm dışındaki nedenlerle de ortaya çıkabilir. Bu nedenle yalnızca dış görünüşe bakarak kimerizm tanısı koymak mümkün değildir.

Marcin Klapczynski/iStockphoto.com

Yapay kimerizm: Tıbbi işlemler sonrası oluşan kimerizm

İnsanlarda kimerizm yalnızca anne karnındaki doğal süreçlerle sınırlı değildir. Bazı tıbbi işlemlerden sonra da bir kişinin vücudunda başka bir bireye ait hücreler bulunabilir. Kan nakli, vericiye ait hücrelerin geçici olarak alıcıda görülmesine yol açabilir. Organ nakillerinde vericiye ait DNA, özellikle nakledilen organda bulunur. Kemik iliği ya da hematopoetik kök hücre nakillerinde ise bu durum çok daha belirgindir.

Kemik iliği nakli yapılan bazı lösemi hastalarında, hastanın hastalıklı kemik iliği kemoterapi veya radyoterapiyle baskılanır ve vericiden alınan sağlıklı kök hücrelerle değiştirilir. Vericinin kan hücrelerini oluşturan kök hücreleri zamanla hastanın kan üretim sistemini yeniden kurar. Bu nedenle hastanın kanından alınan DNA örneği vericinin DNA profiliyle uyumlu olabilir. Buna karşılık saç kökü gibi bazı dokular hastanın kendi özgün DNA profilini koruyabilir. Yanak içi sürüntüsü gibi örneklerde ise alıcıya ve vericiye ait hücreler birlikte bulunabileceği için karışık DNA sonuçları elde edilebilir.

Bu durum adli bilimler açısından da önemlidir. Örneğin 2008 yılında Güney Kore’de trafik kazasında hayatını kaybeden bir erkekten alınan bazı örneklerde, DNA profilinin kadın donöre ait profille uyumlu olduğu görüldü. Yapılan incelemeler sonucunda bu kişinin daha önce kızından kemik iliği nakli oldığı anlaşıldı. Bu tür vakalar, DNA analizlerinde örneğin hangi dokudan alındığının ve kişinin tıbbi geçmişinin ne kadar önemli olduğunu gösterir.

Kimerizm, genetik kimliğin her zaman tek bir DNA örneğiyle bütünüyle anlaşılmayabileceğini gösteren dikkat çekici bir olgudur. Çoğu zaman belirti vermeden varlığını sürdüren bu durum, gebelik biyolojisinden organ ve kemik iliği nakillerine, adli genetikten tıbbi tanılara kadar pek çok alanda önem taşır.

Sözlük

Eklampsi: Gebelikte yüksek tansiyona bağlı olarak gelişebilen ve nöbetlere yol açabilen ciddi bir sağlık sorunu

Kaynaklar:

• Dunsford, I., Bowley, C.C., Hutchison, A.M., Thompson, J.S., Sanger, R. & Race, R.R.(1953). A Human Blood-Group Chimera. The British Medical Journal, 2(4827), 81.
• Chaudhary, G., Dogra, T. D., & Raina, A. (2015). Evaluation of blood, buccal swabs, and hair follicles for DNA profiling technique using STR markers. Croatian medical journal, 56(3), 239–245. https://doi.org/10.3325/cmj.2015.56.239
• Chan, W. F. N., Gurnot, C., Montine, T. J., Sonnen, J. A., Guthrie, K. A., & Nelson, J. L. (2012). Male microchimerism in the human female brain. PloS one, 7(9), e45592.
• Eom, Y.B. (2010). Forensic STR analysis of mixed chimerism after allogeneic bone marrow transplantation. Journal of Experimental Biomedical Science, 16(3), 193–196.
• Nelson, J.L., Gillespie, K.M., Lambert, N.C., Stevens, A.M., Loubiere, L.S.,  Rutledge, J. C., Leisenring, W. M.,  Erickson, T.D., Yan, Z., Mullarkey, M.E. Boespflug, N.D., Bingley, P.J.,  & Gale, E.A.M. (2007).  Maternal microchimerism in peripheral blood in type 1 diabetes and pancreatic islet β cell microchimerism, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104 (5) 1637-1642.
• Mpakosi, A., Sokou, R., Theodoraki, M., Iacovidou, N., Cholevas, V., & Kaliouli-Antonopoulou, C. (2024). Deciphering the Role of Maternal Microchimerism in Offspring Autoimmunity: A Narrative Review. Medicina (Kaunas, Lithuania), 60(9), 1457.
• O’Keeffe, F. J., & Mendz, G. L. (2026). Appraisal of a Hypothesis on Embryo Fusion and Individuation. Biology, 15(10), 767. Minelli, A., Guala, A., Groppo, A., Restagno, G., Lala, R., Einaudi, S., Repici, M., Merlini, E., Sbaiz, L., Asnaghi, V., Lopez, A., Angellotti, P., Cristina, S., & Danesino, C. (2011). Mechanism of origin in two cases of chimerism. Open Journal of Pediatrics, 1, 79–86. https://doi.org/10.4236/ojped.2011.14019

Yazar Hakkında:

Gülistan Avşar

Fen Bilimleri Öğretmeni

Milli Eğitim Bakanlığı