3. Markery nowotworowe.doc

Markery nowotworowe.

NOWOTWOR – jako wynik akumulacji bledów genetycznych w komórce, która przestaje podlegać

mechanizmom kontrolującym podział, wzrost i różnicowanie. Teoria dwóch uderzeń (co               najmniej).

Ø       Geny uczestniczące w powstawaniu nowotworów człowieka to onkogeny i geny supresorowe.

Ø       Dwa najnowsze typy markerów nowotworowych:

o        identyfikacja zmutowanych onkogenów i genów supresorowych

o        izolacja zmutowanych produktów białkowych tych genów.

PROTOONKOGENY (c-onc protoonkogeny) – w prawidłowych komórkach, prekursory onkogenów; ich funkcją jest regulacja procesów proliferacji, różnicowania dojrzewania, starzenia się i śmierć komórek.

Ø       Mogą to być np.

§         czynniki wzrostu

§         ich receptory

§         czynniki transkrypcji w jądrze,

§         białka biorące udział w przenoszeniu sygnałów istotnych dla procesów różnicowania się komórek.

§         Geny uczestniczące w powstawaniu nowotworów człowieka to onkogeny i geny supresorowe.

Ø       Komórkowe protoonkogeny mogą być przekształcane w onkogeny w rożny sposób:

a) wbudowywanie genu wirusowego do genomu komórki

b) mutacje punktowe

c) translokacje protoonkogenu

d) amplifikacje protoonkogenu w wewnątrz chromosomu

Ad. a)

©       ok. 15% wszystkich nowotworów złośliwych

©       w krajach rozwijających się 40%

Ø       HBV – hepatitis B virus – przewlekłe aktywne zapalenie wątroby – marskość – pierwotny rak wątroby (20-30lat).

§         Nosicielstwo HBV to 100x większe ryzyko raka wątroby.

Ø       Alfatoksyna (kropidlak Aspergillus flavus) i niedożywienie jako kofaktory choroby; klimat gorący i wilgotny.

Ø       EBV - Epsteina-Barr virus: 100% ludzi w krajach rozwijających się, 90% w pozostałych; czasami wywołuje mononukieozę zakaźną; celem wirusa jest nabłonek drog oddechowych limfocyty B – antygeny wirusowe EBNa-1-6, LMF (eliminacja tych komórek przez limfocyty cytotoksyczne).

§         Jeśli wbudowanie wirusa w genom wywoła translokacje protoonkogenu Myc (białko wiążące DNA jądro) z chromosomu 8 na 14 - transformacja nowotworowa komórek (utrata ekspresji antygenów wirusowych, wymykanie się spod kontroli układu odpornościowego):

ü       Chłoniak Burkitta – (malaria jako kofaktor) z limfocytów B u osób z niedoborami odpornościowymi (AIDS,

ü       biorcy przeszczepów)

ü       rak jamy nosowo – gardłowej

Ø       HPV – human papilloma viruses – 80 różnych typów; kofaktorem palenie papierosów:

§         rak szyjki macicy (90% tych nowotworów ma wirusowe DNA zintegrowane z genomem guza)

§         rak prącia

§         rak odbytu

Ø       HTLV - l – ludzki retrowirus T-limfocytotropowy; „kuzyn" wirusów HIV-1 i HIV-2 (AIDS); płd.-zach. Japonia, basen Morza Karaibskiego, Afryka Środkowa 10-37% ludzi zakażonych • białaczka wywodząca się z limfocytów T

Ad. b) c) d) rodziny onkogenów (identyfikacja ponad 100 onkogenów); w różnych typach nowotworów może

dochodzić do amplifikacji, translokacji lub mutacji punktowych (możliwość zadziałania 2 czynników  naraz)

• Grupa onkogenów ras – produkt białkowy genów to wiązanie GTP (aktywność GTP-azy) podobieństwo do białek G podjednostki a, stymulacja cyklazy adenylowej. Mutacje punktowe głownie: nowotwory płuc; trzustki. tarczycy, żołądka, jelita grubego, prostaty, ostra białaczka szpikowa. Zmutowany produkt białkowy genów ras jako marker stanów przednowotworowych.

• Rodzina myc – funkcją jest wiązanie DNA i wpływ na transkrypcję w jądrze. Mutacje punktowe czasem z translokacją: chłoniaki Burkitta, rak sutka, płuc, dolnych odcinków przewodu pokarmowego. Zmutowany produkt białkowy genów myc jako marker progresji nowotworów.
   
• Gen APC (adenomatosus polyposis coli) - zaliczany również do genów supresorowych (?); koduje białka uczestniczące w proliferacji i adhezji kom. Organizacji cytoszkieletu i stabilności chromosomowej; mutacja APC i inaktywacja à rak jelita grubego, rak okrężnicy.

• Geny erb-1 (2, 3) – produkty białkowe o funkcji kinaz białkowych, także receptorowej dla EGF, regulacji transkrypcji oraz regulacji różnicowania kom. Ekspresja erbB-2, erbB-3 w rakach jajnika.

GEN SUPRESOROWY – żandarm molekularny, stojący na straży integralności genomu; jeden z najważniejszych modulatorów cyklu komórkowego, replikacji DNA, bierze udział w determinowaniu apoptozy komórek z uszkodzonym DNA (supresja proliferacji komórek nowotworowych).

Ø       Utrata właściwości supresorowych białka p53 spowodowana inaktywacją (mutacją) genu TP53 w jednym allelu i delecje (najczęściej) drugiego allelu (geny supresorowe działają w sposób recesywny).

Ø       Ok. 3000 mutacji w genieTP53; mutacje dziedziczone, mutacje somatyczne, delecje, tworzenie kompleksów z białkami wirusowymi, DNA lub produktami innych genów (np. z białkiem MDM)

Ø       Mutacje w wielu różnych typach nowotworów ludzkich:

§         rak sutka

§         jelita grubego

§         rak płuc

§         rak jajnika

Ø       Somatyczne mutacje TP53 – specyficzność tkankowa zależna od substancji kancerogennych

§         alfatoksyna B1: transwersja G -> T (249) -> rak wątroby

§         UV: transwersja CC -> TT (245) -> rak skory

§         benzopiren: transwersja G -> T(246) -> nowotwory tytoniozależne (rak płuca, przełyku)

GEN SUPRESOROWY RB (rodzina) – siatkówczak, mięsak kostny, rak piersi

KLASYCZNE MARKERY NOWOTWOROWE - wielkocząsteczkowe (glikoproteiny, lipoproteiny, glikolipidy) – produkowane przez nowotwór lub przez gospodarza, wydzielane do płynów ustrojowych lub zlokalizowane na powierzchni komórek.

v      Markeryodzwierciedlają trzy zjawiska mające miejsce w komórkach nowotworowych:

1.       Proliferacja komórek nowotworowych; ich stężenie proporcjonalne do szybkości podziałów komórkowych(złośliwość, przerzuty)

• TPS – tissue polypeptide specific antygen – powstaje w różnym okresie fazy S oraz w fazie G2, uwalniany z

komórki podczas mitozy i tuż po jej zakończeniu. Zaliczany do cytokeratyn. Wzrost jego stężenia jest skorelowany ze wzrostem proliferacji komórek. Wzrost stężenia TPS:

§         Rak trzustki – czułość oznaczeń 85%

§         Rak oskrzela – czułość 50%

§         Rak jelita grubego – czułość 60-80%

2.       Różnicowanie komórek nowotworowych; większość markerów, ich stężenie zależy od masy Komorek nowotworowych

3.       Obumieranie komorek nowotworowych: apoptozy lub martwica produkują podwyższone stężenia rozpuszczalnych, uwalnianych przez nowotwór, produktów rozpadu – np. fragmenty cytokeratyn (CK)

•  CYFRA21-1 (fragment cytokeratyny 19, cytokeratyny 8, 10, 13, 17 – wzrost ekspresji w komórkach nabłonkowych niedrobno komórkowego raka płuc, w nowotworach złośliwych głowy, szyjki macicy.

•  TPA – tissue polypeptide antigen- polipeptyd 22 000- w większości komórek nabłonkowych, uwalniany do krążenia w następstwie destrukcji komórek; norma 85-120U/L. Wzrost TPA w nowotworach złośliwych o różnej lokalizacji narządowej, zwłaszcza w stadiach zaawansowanych; uniwersalny marker nowotworowy

•  CYTOKERATYNY- są to podstawowe białka fi lamentów pośrednich (elementy cytoszkieletu komórkowego- mikrotubule, mikrofilamenty, fi lamenty pośrednie); zapewniają właściwy kształt komórek, wykonywanie ruchów, uporządkowanie struktur wewnątrzkomórkowych, przenoszenie informacji ze środowiska zewnątrzkomórkowego. Określone cytokeratyny uzależnione od rodzaju i pochodzenia komórek nabłonkowych; komórki nowotworowe zachowują cechy zespołu cytokeratyn fi lamentu pośredniego komórek prawidłowych. Nasilona ekspresja cytokeratyn 8, 18, 19 w komórkach nowotworowych; fragmenty cytokeratyn- proteolityczna degradacja w następstwie nekrozy komórek

Idealny marker:

• powinien być produkowany przez guz,
• powinien być oznaczany w płynach ustrojowych,
• nie powinien być obecny w tkance zdrowej
• powinien być specyficzny

...