גנים מדכאי גידולים: מה זה?

סרטן הוא הפרעה גנטית מורכבת המציגה שונות ניכרת, על פי ה- המכון הלאומי לסרטן. מוטציות גנטיות תורשתיות או נרכשות עלולות לגרום לתאים להתחלף ולהפוך תאים נורמליים למפעלים לא מוסדרים לייצור תאים המוניים.

גידול תאים בלתי מוגבל מגביר את הטבעי מחזור תאים, שעלול להוביל להיווצרות סרטן אנושי אלא אם כן גנים מדכאי גידולים להתערב.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

גנים מדכאי גידולים הם הצבא הטבעי של הגוף נגד התקדמות הגידול והסרטן. גנים מדכאי גידולים בריאים מתפקדים לווסת את פעילות התאים. גנים מדכאי גידול מוטציה או חסרים מעלים את הסיכון להיווצרות גידול.

התאים הסומטיים של גוף האדם מכילים אלפי גנים הנמצאים בדרך כלל על 46 כרומוזומים. חומר גנטי ב- DNA קובע מאפיינים תורשתיים, כולל נדירים גנים לסרטן. ברמה המולקולרית, גנים עובדים על ידי סינתזת חלבונים השולטים על בידול תאים, גדילה, רבייה ואריכות ימים.

סומטי מוטציות מולידים ייצור של סוג חדש של חלבון שיכול להיות מועיל, חסר חשיבות או מזיק להסתגלותו ולהישרדותו של האורגניזם.

גידולים סרטניים תוצאה ממוטציות גנטיות שליליות המשוכפלות על ידי התאים. רצפי חלבונים משוננים מעבירים לתא הודעות פגומות המשבשות פעולות רגילות. כאשר מתרחשות מוטציות, גנים מדכאי גידול רגילים יכולים לפעמים לתקן את הנזק ל- DNA של תאים מושפעים או לסמן תאים שניזוקו באופן בלתי הפיך לצורך הרס.

מוטציות לגנים מדכאי גידולים עלולים לגרום לצמיחת תאים חריגה ולהיווצרות גידול. מוטציות תורשתיות מסוימות, כגון BRCA1 ו BRCA2, קשורים לסיכון גבוה יותר לסרטן השד, למשל. מוטציה שכיחה בתאים סרטניים היא נעדרת או לקויה p53גֵן.

הגרעין פועל כמרכז הפיקוד של התא, השולט בביטוי גנים וחלוקת התא. קצב צמיחת התאים נקבע על פי גיל האורגניזם, מצבו והצרכים המשתנים. פרוטו-אונקוגנים לעזור לתאים להתחלק בצורה רגילה. גנים מדכאי גידול נגד חלוקה מונעים צמיחת יתר באמצעות אסטרטגיות שונות.

אונקוגנים יכול לגרום לתא לצמוח באופן בלתי יציב וללא שליטה. גדילה מהירה ולא מוסדרת של תאים קשורה להיווצרות גידול. סרטן יכול להתרחש גם כאשר מכבים גנים לדיכוי גידולים, ומשאיר את הגוף חשוף למוטציות גנטיות מזיקות.

בתוך גוף האדם, ישנם כ 250 אונקוגניםו700 גנים מדכאי גידולים המווסתים את תפקוד התאים, על פי מאמר משנת 2015 EBioMedicine.

לדוגמה, p21CIP הוא a מעכב קינאז הממלא תפקיד פעיל בדיכוי הגידולים. באופן ספציפי, p21CIP יכול לדכא את צמיחת הגידול, לתקן DNA פגום ולעכב מוות של תאים מגרימת נזק לרקמות.

מכיוון שסרטן הוא מחלה גנטית, מוטציות מצטברות לאורך החיים מגדילות את הסיכויים להיווצרות הגידול. תאים סרטניים סרטניים הם "תאונת רכבת גנטית" המורכבת ממוטציות של תאים פתוגניים, איחוי גנים וביטוי גנים לא תקין, כמתואר ב EBioMedicine. גנים מדכאי גידולים יכולים לעזור לתא להגיב למוטציות לפני שהוא מחלק ומעביר DNA שונה.

פעולות מגן של גנים לדיכוי גידולים עשויות לכלול:

• מעכב את חלוקת התאים הפגועים
• תיקון DNA מוטציה / פגום 
• ביטול תאים לא תקינים 

לדוגמה, חלבון p53 הוא גן מדכא גידולים - ממופה בכרומוזום 17 - המקודד לחלבון המעורב בוויסות התאים. זה עובד על ידי קשירה ל- DNA באזור מסוים, הממריץ ייצור של חלבון p21, אשר מעכב לאחר מכן חלוקת תאים בלתי מבוקרת וגידולים קשורים.

חלבון APC מיוצר על ידי גן הגן APC עם חלבונים אחרים בתא לניהול תפקודים תאיים. APC נחשב כמדכא גידול מכיוון ש- APC מונע מהתאים להתחלק מהר מדי ועוקב אחר מספר הכרומוזומים הבאים חלוקת תא. מוטציות לגן APC יכולות להגביר את הסיכון לפוליפים ולסרטן המעי הגס.

גוף האדם מגן על עצמו על ידי הריגת תאים מוטציה או פגומים שעלולים להזיק. תהליך זה נקרא אפופטוזיס, סוג של מוות מתוכנת של תאים.

חלבוני מדכאי גידול משמשים כשומרי סף המפסיקים איומים פוטנציאליים. גן מדכא גידול p53 מקודד חלבונים שאומרים לתאים פגומים להשמיד את עצמם, למשל.

ממוקם על כרומוזום 18, BCL-2 הוא פרוטו-אונקוגן השומר על איזון בין תאים חיים וגוססים. תת-קבוצות של החלבון משמשות פונקציה פרו-או אנטי-אפופטוטית. מוטציות לגן BCL-2 יכולות להוביל לסרטן כמו לוקמיה ולימפומה.

ה גורם נמק בגידול הגן (TNF) מקודד חלבון ציטוקינים המעורב בוויסות הדלקת. TNF ממלאת חלק באפופטוזיס, בידול תאים והפרעות אוטואימוניות. TNF במקרופאגים יכול להרוג סוגים מסוימים של תאים סרטניים בגידולים.

התאים סופיים ולבסוף נכנסים להזדקנות לאחר חלוקות תאים חוזרות ונשנות. הזדקנות היא תקופה של צמיחה עצורה. כאשר תאים נכנסים להזדקנות, הם מפסיקים להתחלק כדרך להפסיק זקנים, פגומים חומר גנטי מהעברה לתאי בת.

אם תאים שאמורים להיות בגיל ההזדקנות ממשיכים להתחלק, זה יכול לתרום לצמיחת הגידול. במהלך הזדקנות, תאים בוגרים מצטברים ומפרישים כימיקלים דלקתיים לרקמות סמוכות, מה שמגדיל את הסיכון למחלות הקשורות לגיל כמו סרטן.

גילוי תרופות לשילוב תאים ממאירים להזדקנות ולהפחתת הפרשתם של כימיקלים דלקתיים עשוי להרחיב את האפשרויות לטיפול בסרטן.

קינאזות תלויות מחזור (CDK1, CDK2) הם חלבונים המעורבים בצמיחת תאים. מעכבי CDK לעצור חלוקת תאים ובעלי פוטנציאל "להפוך לכלי נשק חשובים במאבק בסרטן", על פי מאמר משנת 2015 פרמקולוגיה מולקולרית.

מעכבי CDK עשויים למלא תפקיד בהאטת גידולים ובהפעלת מותם של תאים סרטניים. עם זאת, השונות של ה- DNA הגידולי מקשה על הנדסת תרופות ספציפיות לגידול שעובדות עבורן את כל גידולים _._

גידולים מוצקים זקוקים לשפע מזון וחמצן. גידולים צומחים מתחילים בפיתוח כלי הדם שלהם בכדי לספק דלק - תהליך שנקרא אנגיוגנזה. אותות כימיים מעוררים ייצור של כלי דם חדשים ובכך מבטיחים אספקה ​​עשירה של חומרים מזינים לתאי הגידול המתרבים.

לאחר מכן גידולים מתרחבים יכולים לגרור, או לעבור, למקומות אחרים בגוף ולהוכיח קטלניים. על פי המכון הלאומי לסרטן נבדקות תרופות חדשות מבטיחות למניעת אנגיוגנזה של הגידול ולהרעבת הגידול. גישה זו לטיפול בסרטן מכוונת לאספקת הדם במקום לגידול עצמו.

ה גן PTEN מפעיל אנזימים המסייעים בשליטה על צמיחת התאים ובמניעת היווצרות הגידול. פונקציות אחרות כוללות שליטה באנגיוגנזה, תנועת תאים ואפופטוזיס. הוכח כי חלבון p53 מעכב אנגיוגנזה ביצירת גידול, אך המנגנון אינו מובן היטב.

גנים מדכאי גידולים לא תמיד מנצחים בעת מלחמה נגד סרטן. מוטציות אחרות יכולות להיות הגנים מושתקים או פחות פעילים.

כאשר סרטן פולש לגוף, גנים לדיכוי גידולים עשויים להיות מושבתים ברמת החלבון והופכים חסרי הגנה. סרטן אגרסיבי עשוי אפילו לגרום לגנים מדכאי גידולים להיכחד מהגנום.

יתר על כן, גנים "טובים" יכולים להשתולל. למשל, תפקידו של חלבון רטינובלסטומה (pRB) הוא דיכוי גידולים על ידי חסימת צמיחת תאים לא תקינים. עם זאת, מוטציה בגן ה- pRB יכולה למעשה מוביל ל צמיחת תאים בלתי מבוקרת ואירועים גבוהים יותר של גידולים.

בשנת 1971 פרסם אלפרד קנודסן, ג'וניור, את השערתו "שתי מכה", המבוססת על מחקרים על מקרים תורשתיים ולא בירושה של רטינובלסטומה בילדות (סרטן העיניים). קנודסון ציין כי גידולים התפתחו רק כאשר שני העותקים של הגן RB1 בתאים היו חסרים או נפגעים.

הוא הגיע למסקנה שהגן המוטציה היה רצסיבי, וגן בריא אחד יכול לשמש כמדכא גידולים.

המכון הלאומי לסרטן מעריך כי יותר מ 100 סוגי סרטן להתרחש אצל בני אדם. הסוג הנפוץ ביותר המופיע ברשימה הם קרצינומות - סרטן המופיע בתאי אפיתל. סוגים רבים של סרטן מוכרים נופלים בקטגוריה זו:

• רקמות בלוטות: סרטן השד, הערמונית והמעי הגס.
  
• תאי בסיס: סרטן בשכבת העור החיצונית.
  
• תאים קשקשיים: סרטן עמוק בעור; נמצא גם בטנה של איברים מסוימים.
  
• תאי מעבר: סרטן בדופן שלפוחית ​​השתן, הכליה והרחם.
  

סוגים אחרים של סרטן כוללים סרקומה של רקמות רכות, סרטן ריאות, מיאלומה, מלנומה וסרטן המוח. תסמונת לי-פרומני היא נטייה תורשתית לסרטן נדיר הנגרם על ידי מוטציה p53.

ללא חלבוני p53 מתפקדים, חולים נמצאים בסיכון גבוה יותר לסוגי סרטן מרובים.