Гени, що пригнічують пухлину: що це?

Рак - це складний генетичний розлад, що демонструє значну мінливість, згідно з Національний інститут раку. Успадковані або набуті генетичні мутації можуть призвести до того, що клітини підуть нанівець, перетворюючи нормальні клітини на нерегульовані заводи масового виробництва клітин.

Необмежений ріст клітин перевершує природний клітинний цикл, що може призвести до утворення раку у людини, якщо тільки гени-супресори пухлини втручатися.

TL; DR (занадто довгий; Не читав)

Гени, що пригнічують пухлину, є природною армією організму проти прогресування пухлини та раку. Здорові гени-супресори пухлини функціонують для регулювання активності клітин. Мутовані або відсутні гени-супресори пухлини збільшують ризик утворення пухлини.

Соматичні клітини людського тіла містять тисячі генів, які зазвичай розташовані в 46 хромосомах. Генетичний матеріал у ДНК визначає спадкові ознаки, в тому числі рідкісні гени при раку. На молекулярному рівні гени працюють шляхом синтезу білків, які контролюють диференціацію, ріст, розмноження та тривалість життя клітин.

Соматичний мутації породжують виробництво нового типу білка, який може бути корисний, незначний чи шкідливий до адаптації та виживання організму.

Ракові пухлини є результатом несприятливих генних мутацій, реплікаваних клітинами. Змінені послідовності білків надсилають в клітину дефектні повідомлення, що порушують нормальну роботу. Коли відбуваються мутації, нормальні гени-супресори пухлини іноді можуть зафіксувати пошкодження ДНК уражених клітин або позначити непоправно пошкоджені клітини для знищення.

Мутації генів-супресорів пухлини можуть призвести до аномального росту клітин і утворення пухлини. Деякі успадковані мутації, такі як BRCA1 і BRCA2, наприклад, пов'язані з більш високим ризиком раку молочної залози. Типовою мутацією ракових клітин є відсутність або порушення с53ген.

Ядро діє як командний центр клітини, контролюючи експресію генів та поділ клітини. Швидкість росту клітин визначається віком організму, станом та мінливими потребами. Протоонкогени допомагають клітинам ділитися нормальним способом. Гени, що пригнічують пухлини проти поділу, запобігають переростанню через різні стратегії.

Онкогени може призвести до того, що клітина росте нестабільно і виходить з-під контролю. Швидкий, нерегульований ріст клітин пов’язаний з утворенням пухлини. Рак може також виникнути, коли гени придушення пухлини вимкнені, що робить організм вразливим до шкідливих генетичних мутацій.

В організмі людини їх приблизно 250 онкогеніві700 генів супресорів пухлини які регулюють функціонування клітин, згідно зі статтею 2015 року в EBioMedicine.

Наприклад, p21CIP - це інгібітор кінази що відіграє активну роль у супресії пухлини. Зокрема, p21CIP може пригнічувати ріст пухлини, відновлювати пошкоджену ДНК та перешкоджати загибелі клітин від пошкодження тканин.

Оскільки рак є генетичним захворюванням, накопичені мутації протягом усього життя збільшують шанси на формування пухлини. Ракові пухлинні клітини - це «генетичний уламок», що складається з патогенних клітинних мутацій, злиття генів та аномальної експресії генів, як описано в EBioMedicine. Гени-супресори пухлини можуть допомогти клітині реагувати на мутації перед поділом та передачею зміненої ДНК.

Захисні дії генів придушення пухлини можуть включати:

• Гальмуючи поділ пошкоджених клітин
• Відновлення мутованої / пошкодженої ДНК 
• Усунення неправильної роботи клітин 

Наприклад, білок р53 являє собою ген супресора пухлини - нанесений на карту 17-ї хромосоми - який кодує білок, який бере участь у регуляції клітин. Він працює, зв'язуючись з ДНК певної області, яка стимулює вироблення білка p21, який згодом інгібує неконтрольований поділ клітин та пов'язані з ними пухлини.

Білок APC зроблений геном APC у партнерстві з іншими білками клітини для управління клітинними функціями. APC вважається супресором пухлини, оскільки APC утримує клітини від занадто швидкого поділу та контролює кількість хромосом, що слідують поділ клітин. Мутації гена APC можуть збільшити ризик розвитку поліпів та раку товстої кишки.

Людський організм захищається, знищуючи мутовані або пошкоджені клітини, які потенційно шкідливі. Цей процес називається апоптоз, тип запрограмованої загибелі клітин.

Білки-супресори пухлини виступають воротарями, які зупиняють потенційні загрози. Ген-супресор пухлини p53 кодує білки, які спонукають пошкоджені клітини до самознищення, наприклад.

Розташований у хромосомі 18, BCL-2 є прото-онкогеном, який підтримує баланс між живими та відмираючими клітинами. Підгрупи білка виконують про- або антиапоптотичну функцію. Мутації гена BCL-2 можуть призвести до онкологічних захворювань, таких як лейкемія та лімфома.

Фактор некрозу пухлини Ген (TNF) кодує білок цитокінів, який бере участь у регуляції запалення. ФНП відіграє роль в апоптозі, диференціація клітин та аутоімунні розлади. ФНО в макрофагах може вбивати певні типи ракових клітин у пухлинах.

Клітини скінченні і з часом вступають у старіння після багаторазового поділу клітин. Старіння - це період арештованого зростання. Коли клітини вступають у старіння, вони перестають ділитися, щоб зупинити старіння, пошкодження генетичний матеріал від передачі в дочірні клітини.

Якщо клітини, які повинні перебувати в старінні, продовжують ділитися, це може сприяти росту пухлини. Під час старіння зрілі клітини накопичуються і виділяють запальні хімічні речовини в сусідні тканини, що збільшує ризик вікових захворювань, таких як рак.

Виявлення ліків, які дозволяють злоякісним клітинам старіти та зменшують секрецію запальних хімічних речовин, може розширити можливості лікування раку.

Циклінозалежні кінази (CDK1, CDK2) - це білки, що беруть участь у зростанні клітин. Інгібітори CDK арештувати поділ клітин і мати потенціал "стати важливою зброєю в боротьбі з раком", згідно зі статтею 2015 р Молекулярна фармакологія.

Інгібітори CDK можуть відігравати роль у сповільненні пухлин та спровокувати загибель ракових клітин. Однак мінливість пухлинної ДНК ускладнює розробку конкретних для пухлини препаратів, які працюють всі пухлини _._

Тверді пухлини потребують рясної їжі та кисню. Зростаючі пухлини починаються з розвитку власних кровоносних судин для постачання палива - процес називається ангіогенез. Хімічні сигнали стимулюють вироблення нових судин, забезпечуючи тим самим багатий запас поживних речовин для розмноження пухлинних клітин.

Потім пухлини, що розростаються, можуть метастазувати або переміщуватися в інші місця тіла та виявлятися фатальними. За даними Національного інституту раку, випробовуються нові перспективні препарати для запобігання ангіогенезу пухлини та голодної пухлини. Цей підхід до лікування раку націлений на кровопостачання замість самої пухлини.

Ген PTEN активізує ферменти які допомагають контролювати ріст клітин і запобігати утворенню пухлини. Інші функції включають контроль ангіогенезу, руху клітин та апоптозу. Встановлено, що білок p53 інгібує ангіогенез при утворенні пухлини, але механізм недостатньо вивчений.

Гени, що пригнічують пухлину, не завжди виграють, ведучи війну проти раку. Інші мутації можуть означати, що гени замовчуються або менш активні.

Коли рак вторгнеться в організм, гени придушення пухлини можуть інактивуватися на рівні білка і стати беззахисними. Агресивний рак може навіть змусити гени-супресори вимирати з геному.

Більше того, "хороші" гени можуть стати зловмисниками. Наприклад, робота білок ретинобластоми (pRB) полягає у придушенні пухлин, блокуючи ріст аномальних клітин. Однак мутація гена pRB може насправді призводить до неконтрольований ріст клітин та більш високі випадки пухлин.

У 1971 році Альфред Кнудсен-молодший опублікував свою гіпотезу про "два удари", засновану на дослідженнях спадкових та не успадкованих випадків дитячої ретинобластоми (раку ока). Надсон зауважив, що пухлини розвиваються лише тоді, коли обидві копії гена RB1 у клітинах відсутні або пошкоджені.

Він дійшов висновку, що мутований ген був рецесивний, а один здоровий ген міг би діяти як супресор пухлини.

Національний інститут раку вважає, що більше ніж 100 видів раку трапляються у людей. Найпоширеніший тип - карциноми - рак, що виникає в епітеліальних клітинах. Багато знайомих видів раку відносяться до цієї категорії:

• Тканини залози: Рак молочної залози, простати та товстої кишки.
  
• Базальні клітини: Рак у зовнішньому шарі шкіри.
  
• Плоскі клітини: Рак глибоко в шкірі; також міститься в оболонці певних органів.
  
• Перехідні комірки: Рак у слизовій оболонці сечового міхура, нирок та матки.
  

Інші типи раку включають саркому м’яких тканин, рак легенів, мієлому, меланому та рак мозку. Синдром Лі-Фраумені є спадковою схильністю до рідкісних видів раку, спричинених мутацією p53.

Без функціонування білків p53 пацієнти мають більш високий ризик розвитку багатьох видів раку.