Kimeera (ka kirjutatakse kimaera) on üks organism — tavaliselt loom —, mis koosneb kahest või enamast geneetiliselt erinevast rakutüübist. Need erinevad rakud võivad pärineda erinevatest viljastatud munarakkudest või zügootidest. Kimeeria tekib siis, kui kaks või enam viljastatud munarakku või varajast embrüot sulanduvad üheks organismiks või kui rakkude jagunemise käigus tekib geneetiline erinevus sama algzügooti järglaserakkudes.

Erinevatest viljastatud munarakkudest pärinevaid kimäärasid, mis on omavahel kokku sulanud, nimetatakse dispermilisteks kimääradeks. Kui seevastu geneetiliselt erinevad rakutüübid pärinevad samast zügoote'ist, nimetatakse organismi mosaiiks. Mosaiikne organism erineb kimeerast selle poolest, et allikaks on üks munarakk (üks zügoot), mitte kaks eraldi viljastatud munarakku.

Tüübid ja tekkemehhanismid

  • Tetragametiline (dispermiline) kimeeria: tekib kahe või enama viljastatud munaraku kokku sulandumisel embrüonaalses varases staadiumis — tulemuseks organism, mille erinevates kudedes on erinev genotüüp.
  • Mosaiiklus: tekib hilisemas arenguetapis, kui algselt üks zügoot saab mutatsioone või kromosoomide jaotuse rikkumisi, mis tekitavad genetiiliselt erinevaid rakkude klastreid.
  • Mikrokimeerism: peremehel on väga väike osakaal võõrast geneetilisest materjalist pärinevaid rakke — seda kirjeldatakse allpool eraldi.
  • Eksperimentaalsed ja interspetsiesed kimeerad: laboris valmistatakse vahel chimeeriaid, nt hiire ja teiste liinide kombineerimisel või inimrakkude lisamisel loomade embrüodesse teadusuuringute eesmärgil.

Mikrokimeerism

Mikrokimerism on kimeerismi vorm, mille puhul peremees kannab väikest hulka geneetiliselt erinevaid rakke. See on tavaline nähtus pärast vereülekandeid või siirdamisi, kui doonori rakud jäävad vastuvõtja organismi püsima. Samuti tekib see sageli raseduse ajal: ema saab lootelisi rakke ja loode emalt pärinevaid rakke, sest ema ja loote vahel toimub kahesuuniline rakkude liikumine. Mikrokimeerilised rakud võivad mõnikord püsida aastakümneid ning neil on uurimisel tähtsus autoimmuunhaiguste, rinnavähi ja kudude taastumise puhul.

Milliseid nähtuseid ja märke võib kimeeria tekitada?

  • Värvimuutused ja fenotüübi lõhe — kimeera võib ilmneda näiteks kahe eri värvusega karva- või nahaalade kujul, sest iga rakupopulatsioon säilitab oma fenotüübi.
  • Meditsiinilised ja diagnostilised komplikatsioonid — kimeerism võib segadust tekitada DNA-põhistes testides (perekonnasuhted, forensika) või põhjustada, et erinevates kudedes on erinevad kromosoomikoopiad.
  • Sihipärased tagajärjed siirdatutele — vere- või organisiirdamise kontekstis võib mikrokimerism mõjutada immuunvastust nii tolerantsuse kui ka rejectioni kaudu.

Diagnoos ja uurimismeetodid

Kimeeria tuvastamiseks kasutatakse mitmeid meetodeid:

  • STR-analüüs (lühikesed tandemide kordused) ja muu DNA-genotüpiseerimine, mis näitab eri koeproovide erinevaid genotüüpe.
  • Kariotüüpimine ja FISH (fluorestsents in situ hibridiseerimine) kromosoomsete erinevuste nägemiseks.
  • Immunohistokeemia ja histoloogilised uuringud erinevate rakutüüpide paiknemise ja funktsiooni hindamiseks.

Tähtsus teaduses, meditsiinis ja eetikas

Kimeeria on oluline nii põhi- kui ka rakendusuuringutes: teadlased kasutavad kimeere embrüoloogia, arengubioloogia ja siirdamise tolerantsi uurimiseks. Inimese ja loomade vahelised kimeeriad on avanud võimalusi organite kasvatamiseks ja haigusmudelite loomiseks, kuid tõstatavad olulisi eetilisi küsimusi, eriti kui katse hõlmab inimrakkude lisamist loomembrüodesse.

Lisaks on kirjeldatud seoseid mikrokimeerismiga autoimmuunhaigustes ja vähis, kuid paljud seosed on keerulised ja jätkuvalt uurimuse all. Hiljuti on hiire mudelites avastatud epigeneetilisi kimäärasid, mis näitab, et kimeeria ei piirdu ainult DNA järjestuse erinevustega, vaid võib hõlmata ka erinevat geenide regulatsiooni ja epigeneetilisi mustreid.

Praktilised aspektid

Arstile või geneetikuile on oluline teada kimeeria võimalust, sest see võib seletada ootamatuid laboritulemusi (nt erinevad veresuhkru geneetilised profiilid või segased perekonnaanalüüsid) ning mõjutada ravistrateegiaid. Kui kahtlustatakse kimeeriat, pöörduvad spetsialistid täiendavate genotüüpimise ja histoloogiliste uuringute poole.