Γιατί τα γονίδια καταστολής όγκων είναι σημαντικά στον καρκίνο

Περιεχόμενο

• Τύποι γονιδίων καταστολέων όγκων
• Ογκογονίδια εναντίον Ογκοκατασταλτικών γονιδίων
• Κληρονομικότητα και ογκογονίδια έναντι γονιδίων καταστολέων όγκων
• Γονίδια καταστολέων όγκων και η «υπόθεση επιτυχίας 2»
• Παραδείγματα

Τα γονίδια καταστολής όγκων δημιουργούν πρωτεΐνες που ρυθμίζουν την ανάπτυξη των κυττάρων και παίζουν σημαντικό ρόλο στην πρόληψη της ανάπτυξης καρκινικών κυττάρων.

Όταν τα γονίδια καταστολής όγκων μεταβάλλονται ή απενεργοποιούνται λόγω μιας μετάλλαξης (είτε αυτή είναι παρούσα κατά τη γέννηση είτε αυτή που εμφανίζεται αργότερα στη ζωή), παράγουν πρωτεΐνες που είναι λιγότερο αποτελεσματικές στον έλεγχο της ανάπτυξης των κυττάρων και / ή στην επιδιόρθωση. Το αποτέλεσμα είναι η ανεξέλεγκτη ανάπτυξη κατεστραμμένων ή μη φυσιολογικών κυττάρων, η οποία οδηγεί σε ανεξέλεγκτη ανάπτυξη και ανάπτυξη καρκινικών όγκων.

Τα γονίδια καταστολής του όγκου είναι επίσης γνωστά ως αντιγονικογόνα ή γονίδια απώλειας λειτουργίας.

Τύποι γονιδίων καταστολέων όγκων

Τα γονίδια καταστολής όγκων έρχονται σε τρεις κύριους τύπους. Κάθε τύπος έχει διαφορετική λειτουργία:

1. Λέγοντας τα κελιά να επιβραδύνουν και να σταματήσουν να διαιρούνται
2. Επιδιόρθωση βλάβης στο κυτταρικό DNA που προκύπτει από τη διαίρεση και θα μπορούσε να οδηγήσει σε καρκίνο
3. Προκαλώντας τα κατεστραμμένα κύτταρα να ξεκινήσουν μια διαδικασία που ονομάζεται προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος ή απόπτωση

Ογκογονίδια εναντίον Ογκοκατασταλτικών γονιδίων

Δύο πρωτογενείς τύποι γονιδίων εμπλέκονται στην ανάπτυξη καρκίνου: ογκογόνα και γονίδια καταστολής όγκων. Ο όρος ογκογόνα κυριολεκτικά σημαίνει "καρκινικά γονίδια" και αυτά τα γονίδια έχουν ως αποτέλεσμα την ανεξέλεγκτη ανάπτυξη των κυττάρων. (Τα πρωτο-ογκογόνα είναι τα γονίδια που βοηθούν τα κύτταρα να αναπτυχθούν και όταν μεταλλαχθούν έτσι λειτουργούν άσχημα αναφέρονται τότε ως ογκογόνα).

Τα γονίδια καταστολής όγκων είναι ευκολότερα να περιγραφούν χρησιμοποιώντας μια αναλογία.

Ογκογόνα: Τύποι, παραδείγματα και ρόλος στον καρκίνο

Αναλογία στην οδήγηση: Τα γονίδια καταστολής όγκου είναι τα φρένα

Όλο και περισσότερο, η έρευνα για τον καρκίνο εξετάζει την ανοσοθεραπεία λόγω των "διακοπτών ενεργοποίησης και απενεργοποίησης" για καρκίνο που έχουν ανακαλυφθεί. Μπορεί να είναι εξαιρετικά τεχνικό και μπερδεμένο, οπότε μπορεί να βοηθήσει να σκεφτούμε τα κελιά ως αυτοκίνητα.

Κάθε κελί έχει έναν επιταχυντή και φρένα. Στα κανονικά αυτοκίνητα, και τα δύο λειτουργούν καλά. Πολλαπλές διαδικασίες διασφαλίζουν ότι παραμένουν σε ισορροπία, ώστε το αυτοκίνητο να κινείται σταθερά, αλλά δεν συντρίβεται.

Ο καρκίνος ξεκινά με μια σειρά μεταλλάξεων στα γονίδια. Τα γονίδια λειτουργούν ως σχεδιάγραμμα για την παραγωγή πρωτεϊνών με διαφορετικές λειτουργίες. Ορισμένες μεταλλάξεις δεν είναι μεγάλη υπόθεση - περνούν ήσυχα και δεν κάνουν χάος με τίποτα. Ονομάζονται μεταλλάξεις επιβατών.

Τότε ερχόμαστε σε μεταλλάξεις οδηγού. Ο οδηγός μπορεί να αποφασίσει να πάει πολύ γρήγορα ή πολύ αργός, και αυτές οι μεταλλάξεις οδηγών είναι αυτές που οδηγούν στην ανάπτυξη καρκινικών κυττάρων.

Ο καρκίνος μπορεί να σχετίζεται με προβλήματα είτε με τον επιταχυντή είτε με τα φρένα, αλλά συχνά, η βλάβη τόσο στα ογκογόνα όσο και στα γονίδια καταστολής όγκων συμβαίνει πριν αναπτυχθεί ο καρκίνος. Με άλλα λόγια, ο επιταχυντής πρέπει να κολλήσει στο πάτωμα ΚΑΙ τα φρένα πρέπει να δυσλειτουργούν. Το γεγονός ότι ο καρκίνος απαιτεί συχνά πολλές διαφορετικές μεταλλάξεις είναι, εν μέρει, ο καρκίνος είναι πιο συχνός σε ηλικιωμένους. Περισσότερος χρόνος επιτρέπει περισσότερες μεταλλάξεις.

Σε αυτήν την αναλογία αυτοκινήτου:

• Τα ογκογόνα είναι τα γονίδια που ελέγχουν τον επιταχυντή
• Τα γονίδια καταστολής όγκου ελέγχουν τα φρένα

Χρησιμοποιώντας αυτήν την αναλογία σε σχέση με τους διαφορετικούς τύπους γονιδίων καταστολής όγκων που αναφέρονται παραπάνω:

• Ορισμένοι τύποι είναι υπεύθυνοι για το χτύπημα των φρένων
• Κάποια επισκευή σπασμένα φρένα
• Άλλοι ρυμουλκούν το αυτοκίνητο μακριά όταν δεν μπορεί να διορθωθεί

Κληρονομικότητα και ογκογονίδια έναντι γονιδίων καταστολέων όγκων

Υπάρχουν πολλές σημαντικές διαφορές μεταξύ των ογκογόνων και των γονιδίων καταστολής όγκων στον καρκίνο.

Γενικά, τα ογκογόνα είναι κυρίαρχο. Στο σώμα μας, έχουμε δύο ομάδες από κάθε ένα από τα χρωμοσώματά μας και δύο ομάδες γονιδίων: ένα από κάθε έναν από τους γονείς μας. Με κυρίαρχα γονίδια, μόνο ένα από τα δύο αντίγραφα πρέπει να μεταλλαχθεί ή να είναι μη φυσιολογικό για να εμφανιστεί ένα αρνητικό αποτέλεσμα.

Πάρτε, για παράδειγμα, καστανά μάτια. Εάν οι άνθρωποι κληρονομούν ένα αντίγραφο του γονιδίου με τα καστανά μάτια και ένα αντίγραφο του γονιδίου με τα μπλε μάτια, το χρώμα των ματιών τους θα είναι πάντα καφέ. Στην αναλογία του αυτοκινήτου, χρειάζεται μόνο ένα αντίγραφο ενός μεταλλαγμένου γονιδίου που ελέγχει τον επιταχυντή ώστε το αυτοκίνητο να ξεφύγει από τον έλεγχο (μόνο ένα από τα δύο πρωτόγονα ογκογονίδια πρέπει να μεταλλαχθεί για να γίνει ογκογόνο).

Αντίθετα, τα γονίδια καταστολής όγκων τείνουν να είναι υποχωρητικός. Δηλαδή, όπως χρειάζεστε δύο γονίδια για μπλε μάτια για να έχετε μπλε μάτια, δύο γονίδια καταστολής πρέπει και τα δύο να καταστραφούν για να συμβάλουν στον καρκίνο.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η σχέση μεταξύ ογκογονιδίων και γονιδίων καταστολής όγκων είναι πολύ πιο περίπλοκη από αυτό και τα δύο είναι συχνά αλληλένδετα. Για παράδειγμα, μια μετάλλαξη σε ένα κατασταλτικό γονίδιο μπορεί να οδηγήσει σε πρωτεΐνες που δεν μπορούν να επιδιορθώσουν μεταλλάξεις σε ένα ογκογόνο και αυτή η αλληλεπίδραση προωθεί τη διαδικασία προς τα εμπρός.

Γονίδια καταστολέων όγκων και η «υπόθεση επιτυχίας 2»

Η κατανόηση της υπολειπόμενης φύσης των γονιδίων καταστολής όγκων μπορεί να είναι χρήσιμη στην κατανόηση των γενετικών προδιάθεσης και του κληρονομικού καρκίνου.

Παραδείγματα γονιδίων καταστολής όγκου είναι τα γονίδια BRCA1 / BRCA2, διαφορετικά γνωστά ως «γονίδια καρκίνου του μαστού». Τα άτομα που έχουν μετάλλαξη σε ένα από αυτά τα γονίδια έχουν αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου του μαστού (μεταξύ άλλων καρκίνων).

Ωστόσο, δεν αναπτύσσουν καρκίνο του μαστού σε όλους τους γονείς. Το πρώτο αντίγραφο αυτών των γονιδίων μεταλλάσσεται κατά τη γέννηση, αλλά μέχρι να εμφανιστεί άλλη μετάλλαξη μετά τη γέννηση (μια επίκτητη μετάλλαξη ή σωματική μετάλλαξη) που δημιουργούνται ανώμαλες πρωτεΐνες επισκευής που αυξάνουν τον κίνδυνο καρκίνου.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι υπάρχουν πολλά γονίδια που σχετίζονται με την ανάπτυξη καρκίνου του μαστού (όχι μόνο των γονιδίων BRCA), για τα οποία υπάρχει γενετικός έλεγχος και πολλά από αυτά πιστεύεται ότι είναι γονίδια καταστολής όγκων.

Μη-BRCA γονίδια που αυξάνουν τον κίνδυνο καρκίνου του μαστού

Αυτός ο υπολειπόμενος χαρακτήρας είναι αυτός που αναφέρεται στην «υπόθεση πλήγματος 2» του καρκίνου. Το πρώτο αντίγραφο (στο παραπάνω παράδειγμα, το κληρονομικό αντίγραφο του ελαττωματικού γονιδίου) είναι η πρώτη επιτυχία και μια μεταγενέστερη μετάλλαξη στο άλλο αντίγραφο του γονιδίου αργότερα στη ζωή είναι η δεύτερη επιτυχία.

Αξίζει να σημειωθεί ότι το να έχεις μόνο 2 επιτυχίες δεν αρκεί για να οδηγήσει σε καρκίνο. Στη συνέχεια πρέπει να προκληθεί βλάβη στα κύτταρα DNA (από το περιβάλλον ή λόγω φυσιολογικών μεταβολικών διεργασιών στα κύτταρα) και μαζί τα δύο μεταλλαγμένα αντίγραφα του γονιδίου καταστολής του όγκου δεν μπορούν να δημιουργήσουν αποτελεσματικές πρωτεΐνες για την αποκατάσταση της βλάβης.

Ογκοκατασταλτικά γονίδια και κληρονομικός καρκίνος

Σύμφωνα με την Αμερικανική Εταιρεία Καρκίνου, τα κληρονομικά σύνδρομα καρκίνου αντιπροσωπεύουν μεταξύ 5% και 10% των καρκίνων, αλλά μελέτες δείχνουν ότι το ποσοστό των καρκίνων που μπορούν να αποδοθούν σε αυτά τα γονίδια μπορεί να είναι πολύ υψηλότερο. Ο γενετικός έλεγχος είναι τώρα διαθέσιμος για πολλά από αυτά τα σύνδρομα, αλλά σε πολλές περιπτώσεις, μια γενετική προδιάθεση δεν μπορεί να βρεθεί με δοκιμές. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι πολύ χρήσιμο για τους ανθρώπους να συνεργάζονται με έναν γενετικό σύμβουλο που μπορεί να είναι σε θέση να κατανοήσει περισσότερα σχετικά με τον κίνδυνο βάσει του οικογενειακού ιστορικού.

Δύο βασικοί ρόλοι των γονιδίων καταστολέων όγκων: Gatekeepers και Caretakers

Όπως σημειώθηκε νωρίτερα, τα γονίδια καταστολής όγκων μπορεί να λειτουργούν ως «φρένα» του αυτοκινήτου με τρεις βασικούς τρόπους αλλά αναστέλλοντας την ανάπτυξη των κυττάρων, διορθώνοντας το σπασμένο DNA ή προκαλώντας το θάνατο ενός κυττάρου. Αυτοί οι τύποι γονιδίων καταστολής όγκων μπορούν να θεωρηθούν ως γονίδια "φύλακας πυλών".

Ωστόσο, ορισμένα γονίδια καταστολής όγκων λειτουργούν περισσότερο ως επιμελητής ρόλου. Αυτά τα γονίδια δημιουργούν πρωτεΐνες που επιβλέπουν και ρυθμίζουν πολλές από τις λειτουργίες άλλων γονιδίων για τη διατήρηση της σταθερότητας του DNA.

Στα παρακάτω παραδείγματα, τα Rb, APC και p53 λειτουργούν ως φύλακες πυλών. Αντίθετα, τα γονίδια BRCA1 / BRCA2 λειτουργούν περισσότερο ως φροντιστές και ρυθμίζουν τη δραστηριότητα άλλων πρωτεϊνών που εμπλέκονται στην ανάπτυξη και την επισκευή των κυττάρων.

Παραδείγματα

Πολλά διαφορετικά γονίδια καταστολής όγκων έχουν εντοπιστεί και είναι πιθανό ότι πολλά περισσότερα θα εντοπιστούν στο μέλλον.

Ιστορία

Τα γονίδια καταστολής όγκου εντοπίστηκαν αρχικά μεταξύ παιδιών με ρετινοβλάστωμα. Στο ρετινοβλάστωμα, σε αντίθεση με πολλά γονίδια καταστολής όγκων, το γονίδιο όγκου που κληρονομείται είναι κυρίαρχο - και επομένως επιτρέπει στους καρκίνους να αναπτυχθούν σε μικρά παιδιά. Εάν ένας γονέας φέρει το μεταλλαγμένο γονίδιο, τότε το 50 τοις εκατό των παιδιών τους θα κληρονομήσουν το γονίδιο και θα διατρέχουν κίνδυνο για ρετινοβλάστωμα.

Κοινά παραδείγματα

Μερικά παραδείγματα γονιδίων καταστολής όγκων που σχετίζονται με καρκίνο περιλαμβάνουν:

• RB: Το κατασταλτικό γονίδιο που είναι υπεύθυνο για το ρετινοβλάστωμα
• γονίδιο p53: Το γονίδιο p53 δημιουργεί πρωτεΐνη p53 που ρυθμίζει την επισκευή γονιδίων στα κύτταρα. Οι μεταλλάξεις σε αυτό το γονίδιο εμπλέκονται σε περίπου 50 τοις εκατό των καρκίνων. Οι κληρονομικές μεταλλάξεις στο γονίδιο p53 είναι πολύ λιγότερο συχνές από τις επίκτητες μεταλλάξεις και έχουν ως αποτέλεσμα την κληρονομική κατάσταση γνωστή ως σύνδρομο Li Fraumeni. Το p53 κωδικοποιεί πρωτεΐνες που λένε στα κύτταρα να πεθάνουν εάν υποστούν βλάβη χωρίς επισκευή, μια διαδικασία που αναφέρεται ως απόπτωση.
• Γονίδια BRCA1 / BRCA2: Αυτά τα γονίδια είναι υπεύθυνα για περίπου 5 τοις εκατό έως 10 τοις εκατό των καρκίνων του μαστού, αλλά και οι μεταλλάξεις γονιδίων BRCA1 και οι μεταλλάξεις γονιδίων BRCA2 σχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο και άλλων καρκίνων. (Το BRCA2 συνδέεται επίσης με αυξημένο κίνδυνο καρκίνου του πνεύμονα στις γυναίκες.)
• Γονίδιο APC: Αυτά τα γονίδια σχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο καρκίνου του παχέος εντέρου σε άτομα με οικογενή αδενωματώδη πολυπόωση.
• Γονίδιο PTEN: Το γονίδιο PTEN είναι ένα από τα γονίδια που δεν είναι BRCA που μπορούν να αυξήσουν τον κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου του μαστού μιας γυναίκας (έως και 85 τοις εκατό κίνδυνος ζωής). Συνδέεται τόσο με το σύνδρομο PTEN hamartoma όγκου όσο και με το σύνδρομο Cowden. Το γονίδιο κωδικοποιεί πρωτεΐνες που βοηθούν στην ανάπτυξη των κυττάρων, αλλά επίσης βοηθούν τα κύτταρα να κολλήσουν μεταξύ τους. Όταν το γονίδιο μεταλλάσσεται, υπάρχει μεγαλύτερος κίνδυνος τα καρκινικά κύτταρα να «σπάσουν» ή να μετασταθούν.

Επί του παρόντος, έχουν εντοπιστεί περισσότερα από 1200 γονίδια καταστολής ανθρώπινων όγκων. Το Πανεπιστήμιο του Τέξας διαθέτει μια βάση δεδομένων γονιδίων καταστολής όγκων που απαριθμεί πολλά από αυτά τα γονίδια.

Γονίδια καταστολέα όγκου και θεραπείες καρκίνου

Η κατανόηση των γονιδίων καταστολής του όγκου μπορεί επίσης να βοηθήσει να εξηγήσει λίγο γιατί θεραπείες, όπως η χημειοθεραπεία, δεν θεραπεύουν πλήρως τον καρκίνο. Ορισμένες θεραπείες καρκίνου λειτουργούν για να διεγείρουν τα κύτταρα να αυτοκτονήσουν. Δεδομένου ότι ορισμένα γονίδια καταστολής όγκων ενεργοποιούν τη διαδικασία απόπτωσης (κυτταρικός θάνατος), όταν δεν λειτουργούν σωστά, τα καρκινικά κύτταρα μπορεί να μην είναι σε θέση να περάσουν από τη διαδικασία απόπτωσης όπως θα μπορούσαν και άλλα κύτταρα.

Μια λέξη από το Verywell

Η εκμάθηση της λειτουργίας των γονιδίων καταστολής του όγκου και των ογκογόνων που εμπλέκονται στο σχηματισμό καρκίνου, καθώς και τα χαρακτηριστικά των καρκινικών κυττάρων και του τρόπου με τον οποίο τα καρκινικά κύτταρα διαφέρουν από τα φυσιολογικά κύτταρα, μπορούν να βοηθήσουν τους ερευνητές να αναζητήσουν νέους τρόπους για να αναγνωρίσουν και τα δύο άτομα που διατρέχουν κίνδυνο καρκίνου για τη θεραπεία καρκίνων που εμφανίζονται.

Οι ειδικοί γνωρίζουν ότι δεν έχουν σημασία μόνο οι αλλαγές στα ίδια τα γονιδιώματα, αλλά η τροποποίηση του τρόπου έκφρασης των γονιδίων χωρίς γενετικές αλλαγές (γνωστή ως επιγενετική) παίζει ρόλο στον καρκίνο. Είναι πιθανό οι αλλαγές στο περιβάλλον των ιστών μας να επηρεάσουν την «έκφραση» πρωτεϊνών καταστολής όγκων που παράγονται από αυτά τα γονίδια.

Για παράδειγμα, μια μελέτη εξέτασε τον ρόλο που μπορεί να διαδραματίσουν τα φαρμακευτικά βότανα στην ενεργοποίηση των μορίων καταστολής του όγκου και αρκετές άλλες μελέτες έχουν εξετάσει το ρόλο των διατροφικών προτύπων στην ενεργοποίηση του καταστολέα όγκου.

• Μερίδιο
• Αναρρίπτω
• ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ
• Κείμενο