Gény potlačujúce nádory: Čo to je?

Rakovina je komplexná genetická porucha vykazujúca značnú variabilitu podľa Národný onkologický ústav. Dedené alebo získané genetické mutácie môžu spôsobiť, že sa bunky dostanú do mrazu, čím sa z normálnych buniek stanú neregulované továrne na hromadnú produkciu buniek.

Nespútaný bunkový rast zvyšuje prirodzenosť bunkový cyklus, ktorá môže viesť k vzniku rakoviny u ľudí, pokiaľ gény potlačujúce nádor zasahovať.

TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)

Gény potlačujúce nádory sú prirodzenou armádou tela proti progresii nádoru a rakoviny. Zdravé nádorové supresorové gény fungujú tak, že regulujú bunkovú aktivitu. Mutované alebo chýbajúce gény potlačujúce nádor zvyšujú riziko tvorby nádoru.

Somatické bunky ľudského tela obsahujú tisíce génov, ktoré sa normálne nachádzajú na 46 chromozómoch. Genetický materiál v DNA určuje dedičné vlastnosti vrátane zriedkavých gény na rakovinu. Na molekulárnej úrovni fungujú gény syntetizáciou proteínov, ktoré riadia diferenciáciu, rast, reprodukciu a životnosť buniek.

Somatický mutácie viesť k produkcii nového druhu bielkovín, ktoré môžu byť užitočné, bezvýznamné alebo škodlivé na adaptáciu a prežitie organizmu.

Rakovinové nádory výsledkom nepriaznivých mutácií génov replikovaných bunkami. Pozmenené proteínové sekvencie posielajú do bunky chybné správy, ktoré narúšajú normálnu prevádzku. Keď dôjde k mutáciám, normálne tumor supresorové gény môžu niekedy opraviť poškodenie DNA postihnutých buniek alebo označiť neopraviteľne poškodené bunky za účelom zničenia.

Mutácie génov potlačujúcich nádory môžu viesť k abnormálnemu rastu buniek a tvorbe nádorov. Určité zdedené mutácie, ako napr BRCA1 a BRCA2, sú spojené napríklad s vyšším rizikom rakoviny prsníka. Bežná mutácia v rakovinových bunkách je neprítomná alebo narušená p53gen.

Jadro funguje ako veliace centrum bunky a riadi génovú expresiu a bunkové delenie. Rýchlosť rastu buniek je určená vekom, stavom a meniacimi sa potrebami organizmu. Protoonkogény pomáhajú bunkám normálne sa deliť. Anti-divízne tumor supresorové gény zabraňujú premnoženiu pomocou rôznych stratégií.

Onkogény môže spôsobiť, že bunka rastie nepravidelne a mimo kontroly. Rýchly neregulovaný rast buniek je spojený s tvorbou nádoru. Rakovina sa môže vyskytnúť aj vtedy, keď sú vypnuté gény potlačujúce nádor, čo spôsobuje, že telo je zraniteľné voči škodlivým genetickým mutáciám.

V ľudskom tele je ich približne 250 onkogénova700 tumor supresorových génov ktoré regulujú fungovanie buniek, podľa článku z roku 2015 v EBioMedicine.

Napríklad p21CIP je inhibítor kinázy ktorý hrá aktívnu úlohu v supresii nádoru. Konkrétne p21CIP môže potlačiť rast nádoru, opraviť poškodenú DNA a inhibovať bunkovú smrť v spôsobení poškodenia tkaniva.

Pretože rakovina je genetické ochorenie, akumulované mutácie počas života zvyšujú pravdepodobnosť vzniku nádoru. Rakovinové nádorové bunky sú „genetickým vrakom“ pozostávajúcim z patogénnych bunkových mutácií, génových fúzií a abnormálnej génovej expresie, ako je opísané v EBioMedicine. Gény potlačujúce nádory môžu pomôcť bunke reagovať na mutácie pred delením a prenosom zmenenej DNA.

Ochranné účinky génov na potlačenie nádoru môžu zahŕňať:

• Inhibícia delenia poškodených buniek
• Oprava mutovanej / poškodenej DNA 
• Eliminácia nefunkčných buniek 

Napríklad proteín p53 je tumor supresorový gén - mapovaný na 17. chromozóme - ktorý kóduje proteín zapojený do regulácie buniek. Funguje tak, že sa viaže na konkrétnu oblasť DNA, ktorá stimuluje produkciu proteínu p21, ktorý následne inhibuje nekontrolované delenie buniek a súvisiace nádory.

APC proteín vyrobený génom APC partnermi s inými proteínmi v bunke na riadenie bunkových funkcií. APC sa považuje za nádorový supresor, pretože APC bráni bunkám v príliš rýchlom delení a sleduje počet chromozómov nasledujúcich bunkové delenie. Mutácie génu APC môžu zvýšiť riziko polypov a rakoviny hrubého čreva.

Ľudské telo sa chráni tým, že zabíja mutované alebo poškodené bunky, ktoré sú potenciálne škodlivé. Tento proces sa nazýva apoptóza, typ programovanej bunkovej smrti.

Nádorové supresorové proteíny pôsobia ako strážcovia brány, ktorí zastavujú potenciálne hrozby. Gén na potlačenie nádoru p53 kóduje napríklad proteíny, ktoré poškodzujúcim bunkám hovoria o sebadeštrukcii.

BCL-2, ktorý sa nachádza na chromozóme 18, je protoonkogén, ktorý udržuje rovnováhu medzi živými a umierajúcimi bunkami. Podskupiny proteínu plnia pro- alebo antiapoptotickú funkciu. Mutácie génu BCL-2 môžu viesť k rakovine, ako je leukémia a lymfóm.

The Faktor nekrózy nádorov (TNF) gén kóduje cytokínový proteín zapojený do regulácie zápalu. TNF hrá úlohu v apoptóze, bunková diferenciácia a autoimunitné poruchy. TNF v makrofágoch môže zabíjať určité typy rakovinových buniek v nádoroch.

Bunky sú konečné a po opakovanom delení buniek nakoniec vstupujú do starnutia. Starnutie je obdobím zastaveného rastu. Keď bunky vstúpia do starnutia, prestanú sa deliť, aby zabránili starnutiu a poškodeniu genetický materiál od odovzdania do dcérskych buniek.

Ak sa bunky, ktoré majú byť v starnutí, neustále rozdeľujú, môže to prispieť k rastu nádoru. Počas starnutia sa zrelé bunky hromadia a vylučujú zápalové chemikálie do susedného tkaniva, čo zvyšuje riziko chorôb súvisiacich s vekom, ako je rakovina.

Objavenie liekov na privádzanie malígnych buniek do starnutia a na zníženie ich vylučovania zápalových chemikálií môže rozšíriť možnosti liečby rakoviny.

Cyklín-dependentné kinázy (CDK1, CDK2) sú proteíny zapojené do bunkového rastu. Inhibítory CDK zatknúť delenie buniek a mať potenciál „stať sa dôležitými zbraňami v boji proti rakovine“, uvádza sa v článku z roku 2015 Molekulárna farmakológia.

Inhibítory CDK môžu hrať úlohu pri spomaľovaní nádorov a spúšťaní zániku rakovinových buniek. Variabilita nádorovej DNA však sťažuje vývoj liekov špecifických pre nádor, ktoré fungujú všetko nádory _._

Pevné nádory potrebujú bohaté jedlo a kyslík. Rastúce nádory sa začínajú vývojom vlastných krvných ciev na dodávanie paliva - proces sa nazýva angiogenéza. Chemické signály stimulujú produkciu nových krvných ciev, čím zaisťujú bohatý prísun živín do množiacich sa nádorových buniek.

Rozširujúce sa nádory potom môžu metastázovať alebo sa pohybovať na iné miesta v tele a môžu byť smrteľné. Podľa Národného onkologického ústavu sa testujú sľubné nové lieky na prevenciu angiogenézy nádoru a vyhladovanie nádoru. Tento prístup k liečbe rakoviny sa zameriava na prívod krvi namiesto na samotný nádor.

The Gén PTEN aktivuje enzýmy ktoré pomáhajú riadiť rast buniek a zabraňujú tvorbe nádorov. Medzi ďalšie funkcie patrí kontrola angiogenézy, bunkového pohybu a apoptózy. Ukázalo sa, že proteín p53 inhibuje angiogenézu pri tvorbe nádoru, ale mechanizmus nie je dobre známy.

Gény potlačujúce nádory nie vždy zvíťazia, keď vedú vojnu proti rakovine. Ďalšie mutácie by mohli znamenať, že gény sú umlčané alebo menej aktívne.

Keď rakovina napadne telo, môžu sa gény potlačujúce nádor inaktivovať na úrovni proteínu a stať sa bezbrannými. Agresívne rakoviny môžu dokonca spôsobiť vyhynutie génov potlačujúcich nádory z genómu.

„Dobré“ gény môžu byť navyše nepríjemné. Napríklad práca spoločnosti retinoblastómový proteín (pRB) je potlačiť nádory blokovaním rastu abnormálnych buniek. Mutácia v géne pRB však v skutočnosti môže viesť k nekontrolovaný rast buniek a vyšší výskyt nádorov.

V roku 1971 Alfred Knudsen mladší publikoval svoju hypotézu „dvoch zásahov“ založenú na štúdiách zdedených a nededičných prípadov detského retinoblastómu (rakovina oka). Knudson pozoroval, že nádory sa vyvinuli až vtedy, keď chýbali alebo boli poškodené obidve kópie génu RB1 v bunkách.

Dospel k záveru, že mutovaný gén bol recesívnya jeden zdravý gén mohol pôsobiť ako tumor supresor.

Národný onkologický ústav odhaduje, že viac ako 100 druhov rakoviny sa vyskytujú u ľudí. Najbežnejším uvedeným typom sú karcinómy - rakoviny vyskytujúce sa v bunkách epitelu. Mnoho známych druhov rakoviny patrí do tejto kategórie:

• Žľazové tkanivá: Rakovina prsníka, prostaty a hrubého čreva.
  
• Bazálne bunky: Rakovina vo vonkajšej vrstve kože.
  
• Dlaždicové bunky: Rakovina hlboko v koži; nachádza sa tiež vo výstelke určitých orgánov.
  
• Prechodné bunky: Rakovina vo výstelke močového mechúra, obličiek a maternice.
  

Medzi ďalšie typy rakoviny patrí sarkóm mäkkých tkanív, rakovina pľúc, myelóm, melanóm a rakovina mozgu. Li-Fraumeniho syndróm je dedičná predispozícia k zriedkavým rakovinám spôsobeným mutáciou p53.

Bez fungovania proteínov p53 sú pacienti vystavení vyššiemu riziku viacerých druhov rakoviny.