الجينات الكابتة للورم: ما هي؟

السرطان هو اضطراب وراثي معقد يظهر تنوعًا كبيرًا ، وفقًا لـ المعهد الوطني للسرطان. يمكن أن تتسبب الطفرات الجينية الموروثة أو المكتسبة في جعل الخلايا تتعثر ، وتحول الخلايا الطبيعية إلى مصانع غير منظمة لإنتاج الخلايا بكميات كبيرة.

نمو الخلايا غير المقيد يقلب الطبيعي دورة الخلية، والتي يمكن أن تؤدي إلى تكوين السرطان البشري إلا الجينات الزائدة للورم تدخل.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

الجينات الكابتة للورم هي جيش الجسم الطبيعي ضد الورم وتطور السرطان. تعمل الجينات الصحية الكابتة للورم على تنظيم نشاط الخلية. تزيد الجينات الكابتة للورم المتحولة أو المفقودة من خطر تكوين الورم.

تحتوي الخلايا الجسدية في جسم الإنسان على آلاف الجينات الموجودة عادة في 46 كروموسومًا. تحدد المادة الوراثية في الحمض النووي الخصائص الوراثية ، بما في ذلك الندرة الجينات للسرطان. على المستوى الجزيئي ، تعمل الجينات عن طريق تصنيع البروتينات التي تتحكم في تمايز الخلايا ونموها وتكاثرها وطول عمرها.

جسدي الطفرات تؤدي إلى إنتاج نوع جديد من البروتين يمكن أن يكون مفيد أو غير مهم أو ضار لتكيف الكائن الحي وبقائه.

الأورام السرطانية ناتج عن طفرات جينية معاكسة تكررها الخلايا. ترسل تسلسلات البروتين المعدلة رسائل خاطئة إلى الخلية تعطل العمليات العادية. عندما تحدث الطفرات ، يمكن للجينات الطبيعية الكابتة للورم أحيانًا إصلاح تلف الحمض النووي للخلايا المصابة أو تحديد الخلايا التالفة بشكل لا يمكن إصلاحه لتدميرها.

يمكن أن تؤدي الطفرات في الجينات الكابتة للورم إلى نمو غير طبيعي للخلايا وتكوين الورم. بعض الطفرات الموروثة مثل BRCA1 و BRCA2، ترتبط بارتفاع مخاطر الإصابة بسرطان الثدي ، على سبيل المثال. الطفرة الشائعة في الخلايا السرطانية غائبة أو معطلة ص 53الجين.

تعمل النواة كمركز قيادة للخلية ، وتتحكم في التعبير الجيني وانقسام الخلية. يتم تحديد معدل نمو الخلايا حسب عمر الكائن الحي وحالته واحتياجاته المتغيرة. الجينات المسرطنة تساعد الخلايا على الانقسام بطريقة طبيعية. تمنع الجينات الكابتة للورم المضادة للانقسام النمو الزائد من خلال استراتيجيات مختلفة.

المسرطنة يمكن أن يتسبب في نمو الخلية بشكل متقطع وخارج نطاق السيطرة. يرتبط النمو السريع غير المنظم للخلايا بتكوين الورم. يمكن أن يحدث السرطان أيضًا عندما يتم إيقاف جينات كبت الورم ، مما يترك الجسم عرضة للطفرات الجينية الضارة.

داخل جسم الإنسان ، هناك ما يقرب من 250 من الجينات المسرطنةو700 من الجينات الكابتة للورم التي تنظم عمل الخلية ، وفقًا لمقال نشر عام 2015 في EBioMedicine.

على سبيل المثال ، p21CIP هو ملف مثبط كيناز التي تلعب دورًا نشطًا في قمع الورم. على وجه التحديد ، يمكن لـ p21CIP كبح نمو الورم وإصلاح الحمض النووي التالف ومنع موت الخلايا من التسبب في تلف الأنسجة.

لأن السرطان مرض وراثي ، فإن الطفرات المتراكمة طوال الحياة تزيد من احتمالات تكوين الورم. الخلايا السرطانية السرطانية هي "حطام القطار الجيني" المكون من طفرات الخلايا المسببة للأمراض ، والاندماج الجيني والتعبير الجيني غير الطبيعي ، كما هو موضح في EBioMedicine. يمكن أن تساعد الجينات الكابتة للورم الخلية على الاستجابة للطفرات قبل انقسام وتمرير الحمض النووي المتغير.

قد تشمل الإجراءات الوقائية لجينات كبت الورم ما يلي:

• منع انقسام الخلايا التالفة
• إصلاح الحمض النووي المتحور / التالف 
• القضاء على الخلايا المعطوبة 

على سبيل المثال، بروتين p53 هو جين مثبط للورم - تم تعيينه على الكروموسوم السابع عشر - والذي يشفر البروتين الذي يشارك في تنظيم الخلية. إنه يعمل عن طريق الارتباط بمنطقة معينة من الحمض النووي ، مما يحفز إنتاج بروتين p21 ، والذي يثبط لاحقًا انقسام الخلايا غير المنضبط والأورام ذات الصلة.

بروتين APC يصنعه جين APC مع بروتينات أخرى في الخلية لإدارة الوظائف الخلوية. يعتبر APC مثبطًا للورم لأن APC يمنع الخلايا من الانقسام بسرعة كبيرة ويراقب عدد الكروموسومات التالية انقسام الخلية. يمكن أن تزيد الطفرات في جين APC من خطر الإصابة بالزوائد اللحمية وسرطان القولون.

يحمي جسم الإنسان نفسه بقتل الخلايا الطافرة أو التالفة التي قد تكون ضارة. هذه العملية تسمى موت الخلايا المبرمج، نوع من موت الخلايا المبرمج.

تعمل البروتينات الكابتة للورم كحراس بوابات تضع حداً للتهديدات المحتملة. يقوم الجين p53 الكابت للورم بترميز البروتينات التي تخبر الخلايا التالفة بالتدمير الذاتي ، على سبيل المثال.

يقع BCL-2 على الكروموسوم 18 ، وهو أحد الجينات الورمية الأولية التي تحافظ على التوازن بين الخلايا الحية والمحتضرة. تخدم المجموعات الفرعية من البروتين وظيفة مؤيدة أو مضادة للاستماتة. يمكن أن تؤدي الطفرات في جين BCL-2 إلى الإصابة بسرطانات مثل اللوكيميا والأورام اللمفاوية.

ال عامل نخر الورم يقوم جين (TNF) بترميز بروتين خلوي يشارك في تنظيم الالتهاب. TNF يلعب دورًا في موت الخلايا المبرمج ، تمايز الخلايا واضطرابات المناعة الذاتية. عامل نخر الورم في البلاعم يمكن أن يقتل أنواعًا معينة من الخلايا السرطانية في الأورام.

الخلايا محدودة وتدخل في النهاية إلى الشيخوخة بعد الانقسامات الخلوية المتكررة. الشيخوخة هي فترة نمو متوقف. عندما تدخل الخلايا في الشيخوخة ، فإنها تتوقف عن الانقسام كوسيلة لإيقاف الشيخوخة والتلف المادة الوراثية من أن تنتقل إلى الخلايا الوليدة.

إذا استمرت الخلايا التي يُفترض أنها في مرحلة الشيخوخة في الانقسام ، فقد يساهم ذلك في نمو الورم. أثناء الشيخوخة ، تتراكم الخلايا الناضجة وتفرز المواد الكيميائية الالتهابية في الأنسجة المجاورة ، مما يزيد من خطر الإصابة بالأمراض المرتبطة بالعمر مثل السرطان.

قد يؤدي اكتشاف الأدوية لإقناع الخلايا الخبيثة بالشيخوخة وتقليل إفرازها للمواد الكيميائية الالتهابية إلى توسيع خيارات علاج السرطان.

الكينازات المعتمدة على السيكلين (CDK1 ، CDK2) هي بروتينات تشارك في نمو الخلايا. مثبطات CDK الانقسام الخلوي ولديها القدرة على "أن تصبح أسلحة مهمة في مكافحة السرطان" ، وفقًا لمقال نُشر في عام 2015 في علم الصيدلة الجزيئية.

يمكن أن تلعب مثبطات CDK دورًا في إبطاء الأورام وتحفيز زوال الخلايا السرطانية. ومع ذلك ، فإن تنوع الحمض النووي للورم يجعل من الصعب هندسة الأدوية الخاصة بالورم التي تعمل من أجلها الكل الأورام _._

تحتاج الأورام الصلبة إلى غذاء وافر والأكسجين. تبدأ نمو الأورام بتطوير أوعيتها الدموية لتزويدها بالوقود - وهي عملية تسمى تولد الأوعية. تحفز الإشارات الكيميائية إنتاج أوعية دموية جديدة ، مما يضمن إمدادًا غنيًا بالمغذيات لخلايا الورم المضاعفة.

يمكن للأورام المتوسعة أن تنتشر أو تنتقل إلى أماكن أخرى من الجسم وتؤدي إلى الوفاة. يتم اختبار عقاقير جديدة واعدة لمنع تولد الأوعية الورمية وتجويع الورم ، وفقًا للمعهد الوطني للسرطان. يستهدف هذا النهج في علاج السرطان إمداد الدم بدلاً من الورم نفسه.

ال جين PTEN ينشط الانزيمات التي تساعد في التحكم في نمو الخلايا ومنع تكون الورم. وتشمل الوظائف الأخرى التحكم في تولد الأوعية وحركة الخلايا والاستماتة. ثبت أن بروتين p53 يمنع تكوين الأوعية الدموية في تكوين الورم ، لكن الآلية ليست مفهومة جيدًا.

لا تنتصر الجينات الكابتة للورم دائمًا عند شن حرب ضد السرطان. قد تعني الطفرات الأخرى أن الجينات تم إسكاتها أو أقل نشاطًا.

عندما يغزو السرطان الجسم ، قد يتم تعطيل الجينات المثبطة للورم على مستوى البروتين وتصبح بلا حماية. قد تتسبب السرطانات العدوانية في انقراض الجينات الكابتة للورم من الجينوم.

علاوة على ذلك ، يمكن أن تصبح الجينات "الجيدة" شريرة. على سبيل المثال ، وظيفة بروتين الورم الأرومي الشبكي (pRB) هو قمع الأورام عن طريق منع نمو الخلايا غير الطبيعية. ومع ذلك ، يمكن للطفرة في جين pRB في الواقع تؤدي نمو الخلايا غير المنضبط وزيادة حوادث الأورام.

في عام 1971 ، نشر ألفريد كنودسن الابن فرضيته "الضربة المزدوجة" بناءً على دراسات الحالات الموروثة وغير الموروثة من ورم الشبكية في الطفولة (سرطان العين). لاحظ كنودسون أن الأورام تتطور فقط عندما تكون نسختا الجين RB1 في الخلايا مفقودة أو تالفة.

وخلص إلى أن الجين المتحور كان الصفة الوراثية النادرة، ويمكن لجين واحد سليم أن يعمل كمثبط للورم.

يقدر المعهد الوطني للسرطان أن أكثر من 100 نوع من السرطان تحدث في البشر. أكثر الأنواع المدرجة شيوعًا هي السرطانات - السرطانات التي تحدث في الخلايا الظهارية. تندرج العديد من أنواع السرطان المألوفة في هذه الفئة:

• الأنسجة الغدية: سرطان الثدي والبروستاتا والقولون.
  
• الخلايا القاعدية: سرطان في الطبقة الخارجية من الجلد.
  
• الخلايا الحرشفية: السرطان في أعماق الجلد. توجد أيضًا في بطانة أعضاء معينة.
  
• الخلايا الانتقالية: سرطان في بطانة المثانة والكلى والرحم.
  

تشمل الأنواع الأخرى من السرطان ساركوما الأنسجة الرخوة وسرطان الرئة والورم النخاعي وسرطان الجلد وسرطان الدماغ. متلازمة Li-Fraumeni هو استعداد موروث لأنواع السرطان النادرة التي تسببها طفرة p53.

بدون بروتينات p53 العاملة ، يكون المرضى أكثر عرضة للإصابة بأنواع متعددة من السرطانات.