Γονίδια καταστολέα όγκου: Τι είναι αυτό;

Ο καρκίνος είναι μια σύνθετη γενετική διαταραχή που εμφανίζει σημαντική μεταβλητότητα, σύμφωνα με το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου. Οι κληρονομικές ή αποκτηθείσες γενετικές μεταλλάξεις μπορούν να προκαλέσουν τα κύτταρα να καταστραφούν, μετατρέποντας τα κανονικά κύτταρα σε μη ρυθμιζόμενα εργοστάσια μαζικής παραγωγής κυττάρων.

Η ανεξέλεγκτη ανάπτυξη κυττάρων αυξάνει το φυσικό κυτταρικός κύκλος, που μπορεί να οδηγήσει σε σχηματισμό καρκίνου στον άνθρωπο εκτός εάν γονίδια καταστολής όγκων παρεμβαίνω.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Τα γονίδια καταστολής όγκων είναι ο φυσικός στρατός του σώματος κατά της εξέλιξης του όγκου και του καρκίνου. Τα υγιή γονίδια καταστολής όγκων λειτουργούν για τη ρύθμιση της κυτταρικής δραστηριότητας. Τα μεταλλαγμένα ή ελλείποντα γονίδια καταστολής όγκων αυξάνουν τον κίνδυνο σχηματισμού όγκων.

Τα σωματικά κύτταρα του ανθρώπινου σώματος περιέχουν χιλιάδες γονίδια που βρίσκονται συνήθως σε 46 χρωμοσώματα. Το γενετικό υλικό στο DNA καθορίζει τα κληρονομικά χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένων των σπάνιων

Σωματικός μεταλλάξεις να οδηγήσει στην παραγωγή ενός νέου τύπου πρωτεΐνης που μπορεί να είναι χρήσιμο, ασήμαντο ή επιβλαβές στην προσαρμογή και επιβίωση του οργανισμού.

Καρκινικοί όγκοι προκύπτει από ανεπιθύμητες γονιδιακές μεταλλάξεις που αντιγράφονται από τα κύτταρα. Οι τροποποιημένες αλληλουχίες πρωτεΐνης στέλνουν ελαττωματικά μηνύματα στο κελί που διαταράσσουν τις κανονικές λειτουργίες. Όταν συμβαίνουν μεταλλάξεις, τα φυσιολογικά γονίδια καταστολής όγκων μπορούν μερικές φορές να διορθώσουν τη βλάβη του DNA των προσβεβλημένων κυττάρων ή να επισημάνουν τα ανεπανόρθωτα κατεστραμμένα κύτταρα για καταστροφή.

Οι μεταλλάξεις στα γονίδια καταστολής όγκων μπορούν να οδηγήσουν σε ανώμαλη ανάπτυξη κυττάρων και σχηματισμό όγκου. Ορισμένες κληρονομικές μεταλλάξεις, όπως BRCA1 και BRCA2, συνδέονται με υψηλότερο κίνδυνο καρκίνου του μαστού, για παράδειγμα. Μια κοινή μετάλλαξη στα καρκινικά κύτταρα είναι απουσία ή εξασθενημένη σελ. 53γονίδιο.

Ο πυρήνας λειτουργεί ως κέντρο διοίκησης του κυττάρου, ελέγχει την έκφραση γονιδίων και την κυτταρική διαίρεση. Ο ρυθμός ανάπτυξης των κυττάρων καθορίζεται από την ηλικία, την κατάσταση και τις μεταβαλλόμενες ανάγκες του οργανισμού. Πρωτο-ογκογονίδια βοηθούν τα κύτταρα να διαιρούνται με κανονικό τρόπο. Τα γονίδια καταστολής όγκων κατά της διαίρεσης αποτρέπουν την υπερανάπτυξη μέσω διαφόρων στρατηγικών.

Ογκογόνα μπορεί να αναγκάσει το κύτταρο να αναπτυχθεί ακανόνιστα και εκτός ελέγχου. Η ταχεία, ανεξέλεγκτη ανάπτυξη των κυττάρων σχετίζεται με το σχηματισμό όγκων. Ο καρκίνος μπορεί επίσης να εμφανιστεί όταν τα γονίδια καταστολής όγκων απενεργοποιούνται, αφήνοντας το σώμα ευάλωτο σε επιβλαβείς γενετικές μεταλλάξεις.

Μέσα στο ανθρώπινο σώμα, υπάρχουν περίπου 250 ογκογόνακαι700 γονίδια καταστολής όγκων που ρυθμίζουν τη λειτουργία των κυττάρων, σύμφωνα με ένα άρθρο του 2015 στο EBioMedicine.

Για παράδειγμα, το p21CIP είναι ένα αναστολέας κινάσης που παίζει ενεργό ρόλο στην καταστολή του όγκου. Συγκεκριμένα, το p21CIP μπορεί να καταστέλλει την ανάπτυξη του όγκου, να επισκευάζει το κατεστραμμένο DNA και να αναστέλλει τον κυτταρικό θάνατο από πρόκληση βλάβης στους ιστούς.

Επειδή ο καρκίνος είναι μια γενετική ασθένεια, οι συσσωρευμένες μεταλλάξεις καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής αυξάνουν τις πιθανότητες σχηματισμού όγκων. Τα καρκινικά καρκινικά κύτταρα είναι ένα «ναυάγιο γενετικής αμαξοστοιχίας» που αποτελείται από παθογόνες μεταλλάξεις κυττάρων, συντήξεις γονιδίων και ανώμαλη γονιδιακή έκφραση, όπως περιγράφεται στο EBioMedicine. Τα γονίδια καταστολής όγκων μπορούν να βοηθήσουν το κύτταρο να ανταποκριθεί σε μεταλλάξεις πριν διαιρέσει και μεταδώσει αλλοιωμένο DNA.

Οι προστατευτικές ενέργειες των γονιδίων καταστολής όγκων μπορεί να περιλαμβάνουν:

• Αναστολή της διαίρεσης των κατεστραμμένων κυττάρων
• Επιδιόρθωση μεταλλαγμένου / κατεστραμμένου DNA 
• Εξάλειψη δυσλειτουργικών κυττάρων 

Για παράδειγμα, πρωτεΐνη ρ53 είναι ένα γονίδιο καταστολής όγκων - χαρτογραφημένο στο 17ο χρωμόσωμα - που κωδικοποιεί πρωτεΐνη που εμπλέκεται στη ρύθμιση των κυττάρων. Λειτουργεί δεσμεύοντας ένα DNA συγκεκριμένης περιοχής, το οποίο διεγείρει την παραγωγή της πρωτεΐνης ρ21, το οποίο στη συνέχεια αναστέλλει την ανεξέλεγκτη κυτταρική διαίρεση και τους σχετικούς όγκους.

Πρωτεΐνη APC κατασκευασμένο από το γονίδιο APC συνεργάζεται με άλλες πρωτεΐνες στο κύτταρο για τη διαχείριση των κυτταρικών λειτουργιών. Το APC θεωρείται κατασταλτικό του όγκου επειδή το APC εμποδίζει τα κύτταρα να διαιρούνται πολύ γρήγορα και παρακολουθεί τον αριθμό των χρωμοσωμάτων που ακολουθούν κυτταρική διαίρεση. Οι μεταλλάξεις στο γονίδιο APC μπορούν να αυξήσουν τον κίνδυνο πολυπόδων και καρκίνου του παχέος εντέρου.

Το ανθρώπινο σώμα προστατεύεται από τη θανάτωση μεταλλαγμένων ή κατεστραμμένων κυττάρων που είναι δυνητικά επιβλαβή. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται απόπτωση, ένας τύπος προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου.

Οι πρωτεΐνες καταστολής όγκου δρουν ως φύλακες που σταματούν τις πιθανές απειλές. Το γονίδιο καταστολής όγκου p53 κωδικοποιεί πρωτεΐνες που λένε ότι τα κατεστραμμένα κύτταρα αυτοκαταστρέφονται, για παράδειγμα.

Βρίσκεται στο χρωμόσωμα 18, το BCL-2 είναι ένα πρωτο-ογκογόνο που διατηρεί την ισορροπία μεταξύ των ζωντανών και των θανάτων κυττάρων. Οι υποομάδες της πρωτεΐνης εξυπηρετούν μια προ- ή αντι-αποπτωτική λειτουργία. Οι μεταλλάξεις στο γονίδιο BCL-2 μπορούν να οδηγήσουν σε καρκίνους όπως η λευχαιμία και το λέμφωμα.

ο Παράγοντας νέκρωσης όγκου (TNF) γονίδιο κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη κυτοκίνης που εμπλέκεται στη ρύθμιση της φλεγμονής. Ο TNF παίζει ρόλο στην απόπτωση, διαφοροποίηση κυττάρων και αυτοάνοσες διαταραχές. Ο TNF σε μακροφάγα μπορεί να σκοτώσει ορισμένους τύπους καρκινικών κυττάρων σε όγκους.

Τα κύτταρα είναι πεπερασμένα και τελικά εισέρχονται σε γήρανση μετά από επαναλαμβανόμενες διαιρέσεις κυττάρων. Η γήρανση είναι μια περίοδος διακοπής της ανάπτυξης. Όταν τα κύτταρα εισέρχονται σε γήρανση, σταματούν να διαιρούνται ως τρόπος για να σταματήσουν οι ηλικιωμένοι, να υποστούν βλάβη γενετικό υλικό από τη μετάδοσή τους σε θυγατρικά κύτταρα.

Εάν τα κύτταρα που υποτίθεται ότι βρίσκονται σε γήρανση συνεχίζουν να διαιρούνται, αυτό μπορεί να συμβάλει στην ανάπτυξη του όγκου. Κατά τη γήρανση, τα ώριμα κύτταρα συσσωρεύονται και εκκρίνουν φλεγμονώδεις χημικές ουσίες σε παρακείμενο ιστό, γεγονός που αυξάνει τον κίνδυνο ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία, όπως ο καρκίνος.

Η ανακάλυψη φαρμάκων για να προκαλέσει κακοήθη κύτταρα σε γήρανση και να μειώσει την έκκριση των φλεγμονωδών χημικών μπορεί να επεκτείνει τις επιλογές για τη θεραπεία του καρκίνου.

Οι εξαρτώμενες από κυκλίνη κινάσες (CDK1, CDK2) είναι πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην ανάπτυξη των κυττάρων. Αναστολείς CDK να συλλάβει την κυτταρική διαίρεση και να έχει τη δυνατότητα «να γίνει σημαντικά όπλα για την καταπολέμηση του καρκίνου», σύμφωνα με άρθρο του 2015 στο Μοριακή Φαρμακολογία.

Οι αναστολείς του CDK θα μπορούσαν να διαδραματίσουν ρόλο στην επιβράδυνση των όγκων και στην πρόκληση του θανάτου των καρκινικών κυττάρων. Ωστόσο, η μεταβλητότητα του DNA όγκου καθιστά δύσκολη την κατασκευή ειδικών για τον όγκο φαρμάκων που λειτουργούν όλα όγκοι _._

Οι συμπαγείς όγκοι χρειάζονται άφθονη τροφή και οξυγόνο. Η ανάπτυξη όγκων ξεκινά με την ανάπτυξη των δικών τους αιμοφόρων αγγείων για την τροφοδοσία καυσίμων - μια διαδικασία που ονομάζεται αγγειογένεση. Τα χημικά σήματα διεγείρουν την παραγωγή νέων αιμοφόρων αγγείων, εξασφαλίζοντας έτσι μια πλούσια παροχή θρεπτικών ουσιών σε πολλαπλασιαστικά κύτταρα όγκου.

Η επέκταση των όγκων μπορεί στη συνέχεια να κάνει μετάσταση, ή να μετακινηθεί, σε άλλες τοποθεσίες του σώματος και να αποδειχθεί μοιραία. Υπόσχονται νέα φάρμακα που δοκιμάζονται για την πρόληψη της αγγειογένεσης του όγκου και την πείνα του όγκου, σύμφωνα με το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου. Αυτή η προσέγγιση στη θεραπεία του καρκίνου στοχεύει την παροχή αίματος αντί του ίδιου του όγκου.

ο Γονίδιο PTEN ενεργοποιεί ένζυμα που βοηθούν στον έλεγχο της ανάπτυξης των κυττάρων και στην πρόληψη του σχηματισμού όγκων. Άλλες λειτουργίες περιλαμβάνουν τον έλεγχο της αγγειογένεσης, την κίνηση των κυττάρων και την απόπτωση. Η πρωτεΐνη ρ53 έχει αποδειχθεί ότι αναστέλλει την αγγειογένεση στον σχηματισμό όγκου, αλλά ο μηχανισμός δεν είναι καλά κατανοητός.

Τα γονίδια καταστολής όγκων δεν κερδίζουν πάντα όταν διεξάγουν πόλεμο κατά του καρκίνου. Άλλες μεταλλάξεις θα μπορούσαν να σημαίνουν ότι τα γονίδια είναι σιωπηλά ή λιγότερο ενεργά.

Όταν ο καρκίνος εισβάλλει στο σώμα, τα γονίδια καταστολής όγκων μπορεί να απενεργοποιηθούν σε επίπεδο πρωτεΐνης και να καταστούν ανυπεράσπιστα. Οι επιθετικοί καρκίνοι μπορεί ακόμη και να προκαλέσουν την εξαφάνιση των γονιδίων καταστολής του όγκου από το γονιδίωμα.

Επιπλέον, τα "καλά" γονίδια μπορούν να είναι αδίστακτα. Για παράδειγμα, η δουλειά του πρωτεΐνη ρετινοβλαστώματος (pRB) είναι η καταστολή των όγκων με τον αποκλεισμό της ανάπτυξης μη φυσιολογικών κυττάρων. Ωστόσο, η μετάλλαξη στο γονίδιο pRB μπορεί στην πραγματικότητα οδηγεί σε ανεξέλεγκτη ανάπτυξη κυττάρων και υψηλότερα περιστατικά όγκων.

Το 1971, ο Alfred Knudsen, Jr. δημοσίευσε την υπόθεσή του «δύο χτυπημάτων» με βάση μελέτες κληρονομικών και μη κληρονομικών περιπτώσεων ρετινοβλαστώματος παιδικής ηλικίας (καρκίνος των ματιών). Ο Knudson παρατήρησε ότι οι όγκοι αναπτύχθηκαν μόνο όταν και τα δύο αντίγραφα του γονιδίου RB1 στα κύτταρα έλειπαν ή υπέστησαν βλάβη.

Κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το μεταλλαγμένο γονίδιο ήταν υποχωρητικόςκαι ένα υγιές γονίδιο θα μπορούσε να λειτουργήσει ως κατασταλτικός όγκος.

Το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου εκτιμά ότι περισσότερα από 100 είδη καρκίνου εμφανίζονται στους ανθρώπους. Ο πιο κοινός τύπος που αναφέρεται είναι καρκινώματα - καρκίνοι που εμφανίζονται σε επιθηλιακά κύτταρα. Πολλοί γνωστοί τύποι καρκίνου εμπίπτουν σε αυτήν την κατηγορία:

• Αδενικοί ιστοί: Καρκίνος του μαστού, του προστάτη και του παχέος εντέρου.
  
• Βασικά κύτταρα: Καρκίνος στο εξωτερικό στρώμα του δέρματος.
  
• Πλακώδη κύτταρα: Καρκίνος βαθιά στο δέρμα? βρέθηκε επίσης στην επένδυση ορισμένων οργάνων.
  
• Μεταβατικά κελιά: Καρκίνος στην επένδυση της ουροδόχου κύστης, των νεφρών και της μήτρας.
  

Άλλοι τύποι καρκίνου περιλαμβάνουν σάρκωμα μαλακών ιστών, καρκίνο του πνεύμονα, μυέλωμα, μελάνωμα και καρκίνο του εγκεφάλου. Σύνδρομο Li-Fraumeni είναι μια κληρονομική προδιάθεση για σπάνιους καρκίνους που προκαλούνται από μια μετάλλαξη p53.

Χωρίς τη λειτουργία των πρωτεϊνών p53, οι ασθενείς διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο για πολλαπλούς τύπους καρκίνου.