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)
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:
...
tamburyn