Mutácie rakoviny sú škodlivou zmenou DNA, ktorá spôsobuje stratu kontroly nad delením buniek. V dôsledku takého poškodenia genetického materiálu sa bunky premnožujú a nerozlišujú. Stratili tiež schopnosť zomrieť podľa plánu. Kvôli tomuto poškodeniu nadmerne rastú tkanivá vyrobené z mutantných buniek - takto vznikajú rakovinové nádory.
Obsah
- Čo je to bunkový cyklus?
- Ako ovplyvňujú mutácie priebeh bunkového cyklu?
- Čo sú anti-onkogény?
- Čo sú protoonkogény?
- Aké faktory môžu spustiť onkogenézu?
- Vedie každá rakovinová mutácia k rakovine?
- Kedy vedú neoplastické mutácie k neoplastickým léziám?
- Dedičné nádorové mutácie
Mutácia rakoviny vedie k strate mechanizmov, ktoré blokujú nadmerné množenie buniek. Poškodený je aj proces plánovanej bunkovej smrti, teda apoptózy. Malo by sa pamätať na to, že nie každá mutácia DNA je mutáciou rakoviny. Aby došlo k poškodeniu vedúcemu k nádoru, musí dôjsť k zmene v génoch, ktoré riadia bunkový cyklus.
Čo je to bunkový cyklus?
Bunkový cyklus je séria procesov, ktoré vedú k deleniu buniek. V zásade sa dá rozdeliť na medzifázové a divízne. Interfáza slúži na rast, syntézu DNA a akumuláciu látok bunkou. Správne rozdelenie somatickej bunky, teda bunky, ktorá vytvára telo, vedie k vytvoreniu dvoch geneticky identických buniek.
Cyklus riadia špeciálne proteíny patriace do skupín cyklínov a kináz. Tieto látky sú zodpovedné za komunikáciu prechodu do ďalšej fázy cyklu a začiatku delenia. Táto správa môže pochádzať z jadra alebo zvonku, z iných tkanív v tele.
V tele je väčšina buniek v režime G0 alebo v pokojovej fáze. Cyklus delenia nastáva, keď dostanú vhodný stimulačný signál.
Ako ovplyvňujú mutácie priebeh bunkového cyklu?
Ak sú poškodené gény obsahujúce informácie potrebné na syntézu proteínov riadiacich bunkový cyklus, môže sa bunka nekontrolovane deliť. Táto zmena sa nazýva rakovinová mutácia. V dôsledku toho je bunka necitlivá na signály, ktoré ju volajú, aby sa prestala deliť.
Gény zodpovedné za kontrolu bunkového cyklu, ktoré prechádzajú mutáciami, je možné rozdeliť na protoonkogény a antionkogény.
Čo sú anti-onkogény?
Anti-onkogény sú gény zodpovedné za inhibíciu bunkového delenia. Ďalším názvom pre ne sú supresorové gény. Táto kategória okrem iného zahŕňa:
- Gén TP53 - „strážca genómu“ sa podieľa na iniciácii programovanej smrti poškodených buniek. Mutácia tohto génu sa vyskytuje u 50% neoplastických lézií
- RB1 - rakovina sietnice je často spojená s poškodením tohto génu
- Mutácie BRCA1- v tomto géne môžu spôsobiť rakovinu prsníka
- BRCA2 - rakovina prsníka a rakovina vaječníkov môžu byť spojené s mutáciou tohto génu
- Génová mutácia APC môže spôsobiť rakovinu hrubého čreva
Proteíny kódované týmito génmi chránia pred vznikom rakoviny. Anti-onkogény sa tiež podieľajú na oprave DNA a kontrole vývoja nervového systému. Kontrolujú postup bunky do ďalších fáz cyklu.
Ak je DNA poškodená, proteíny kódované anti-onkogénmi blokujú prechod do ďalšej fázy procesu delenia. To z nich robí strážne gény, ktoré strážia stabilitu DNA buniek tela.
Ak dôjde k mutácii, to znamená k zmene informácií obsiahnutých v anti-onkogénoch, bunkové delenie nie je inhibované. Vďaka tomu bunky s poškodenou DNA prechádzajú ďalším delením. To znamená nekontrolované množenie napriek jeho defektnosti. Toto je cesta k tvorbe neoplastických zmien.
Čo sú protoonkogény?
Protoonkogén je gén nachádzajúci sa v zdravej bunke, ktorý sa mutáciou môže zmeniť na rakovinový gén. Tento poškodený gén nazývame onkogén. Táto skupina zahŕňa gény:
- SIS
- HST
- RET
- erb A
- N-myc
- Priekopa
- Ábel
- H-RAS
Protonkogény vykonávajú v zdravej bunke množstvo funkcií. Do tejto skupiny patria gény potrebné na syntézu rastového faktora, receptora a regulačných proteínov. Ich úlohou je iniciovať a riadiť delenie buniek. Podieľajú sa tiež na procese apoptózy.
Konverzia protoonkogénu na onkogén je často spojená s chromozomálnou mutáciou. To znamená napríklad prenos fragmentu jedného chromozómu do druhého alebo duplikovanie fragmentu obsahu, ktorý sa v ňom nachádza. Príkladom je chromozóm Philadelphia, ktorý sa nachádza u 90% pacientov s chronickou myeloidnou leukémiou.
Proces transformácie protoonkogénu na onkogén sa nazýva onkogenéza. Antitykogény sú gény, ktoré inhibujú tento proces.
Aké faktory môžu spustiť onkogenézu?
Onkogenéza môže byť spôsobená chromozomálnou alebo bodovou mutáciou, t. J. Mutáciou, ktorá ovplyvňuje jeden gén. Takáto zmena môže tiež vyplynúť z inkorporácie DNA onkogénneho vírusu do bunky.
Faktory spôsobujúce onkogenézu možno rozdeliť na chemické, fyzikálne a biologické.
- Chemické faktory spôsobujúce onkogenézu
Chemické činidlá sú rôzne druhy látok s mutagénnymi vlastnosťami. Tieto látky sú známe ako karcinogény. Delia sa na dve skupiny: iniciátory a promótory karcinogenézy. Medzi promótory patria endogénne látky, ktoré stimulujú vývoj neoplastických zmien, ako sú estrogény alebo cytokíny.
Iniciátory sú látky, ktoré spôsobujú mutácie DNA, ktoré vedú k rakovinovej lézii. Príklady látok sú:
- arzén
- azbest
- benzén
- nikel
- alkoholu
- alkylačné lieky
- aflatoxín - toxická látka produkovaná plesňami
- produkty vznikajúce pri spaľovaní tabaku
- dioxíny
- radikálov
- Fyzikálne karcinogény
Do tejto kategórie faktorov patrí ionizujúce žiarenie a UV žiarenie.
- Biologické karcinogény
Onkogénne vírusy sú klasifikované ako biologické karcinogény. Všetky vírusy sa množia vložením svojej DNA do genetického materiálu hostiteľa. Niektoré z nich obsahujú gény, ktoré spôsobujú nekontrolovaný rast a množenie infikovanej bunky. Týmto spôsobom vedú k tvorbe neoplastickej lézie. Odhaduje sa, že 15% ľudských malígnych nádorov je spôsobených nádorovými mutáciami spôsobenými pôsobením onkovírusov.
Príkladom onkogénneho vírusu je HPV, ktorý zvyšuje riziko vzniku rakoviny krčka maternice. Na ochranu pred týmto karcinogénom je teraz k dispozícii vakcína proti HPV.
Ostatné onkovírusy:
- HHV -8 - herpesvírus 8 (vírus Kaposiho sarkómu)
- HBV - vírus hepatitídy B.
- HCV - vírus hepatitídy C.
- EBV - vírus Epstein-Barr
Vedie každá rakovinová mutácia k rakovine?
Zmeny v DNA sa vyskytujú pomerne často. Vznikajú spontánne alebo v dôsledku pôsobenia karcinogénnych faktorov. Väčšina poškodenia sa odstráni mechanizmami intracelulárnej opravy.
Ak sú zmeny príliš závažné, bunka smeruje k apoptóze, tj k programovanej samovražednej smrti. Účelom tohto procesu je odstránenie chybných buniek. Ak tento mechanizmus nefunguje, vyvinie sa neoplastický proces.
Kedy vedú neoplastické mutácie k neoplastickým léziám?
Keď mutácia ovplyvňuje gény kódujúce proteíny zodpovedné za opravu DNA a stabilitu genómu, dochádza v genetickom materiáli k mnohým novým poškodeniam. V takejto situácii vzniká veľa rôznych mutácií nádoru.
V takto zmenenej bunke sú narušené mechanizmy, ktoré riadia cyklus delenia, ako aj mechanizmus programovanej smrti. Nestabilita genómu sa zvyšuje s postupnými mutáciami, čo znamená, že nové lézie sa objavujú rýchlejšie.
Situácia vedie k strate homeostázy, ako aj k získaniu znakov neoplastického fenotypu. To znamená, že poškodené bunky vyzerajú inak ako zdravé bunky a prestávajú vykonávať fyziologické funkcie v tele.
Novotvary sú multigénové ochorenia. To znamená, že jedna mutácia priamo nespôsobuje neoplastické zmeny. Patologické procesy v bunkách a tkanivách prebiehajú, keď v dôsledku iniciačnej mutácie vzniknú následné mutácie, ktoré spolu vedú k strate kontroly nad množením a programovanou smrťou.
Dedičné nádorové mutácie
Odhaduje sa, že 5 - 10% všetkých prípadov rakoviny je spojených s dedičnou genetickou predispozíciou. Je to tak kvôli skutočnosti, že mutácie možno prenášať naprieč generáciami. Chybný gén iba zvyšuje pravdepodobnosť vzniku ochorenia, pretože rakovina je viacgénové ochorenie.
Príkladom je poškodený gén BRCA1, ktorý zvyšuje riziko vzniku rakoviny prsníka.
Ďalším príkladom je abnormálny RB spojený s retinoblastómom. To však neznamená, že máme do činenia s dedičnou formou rakoviny.
Rakovina spôsobuje veľa prekrývajúcich sa mutácií, nie jeden poškodený gén.
Literatúra
- Radzisław Kordek (ed.): Onkológia. Učebnica pre študentov a lekárov. Gdansk: VIA MEDICA, 2007.
- Scheffner a kol. (1990). E6 onkoproteín kódovaný ľudským papilomavírusom typu 16 a 18 podporuje degradáciu s. 53. Cell 63: 1129-1136., On-line prístup
- Przemysław Kopczyński, Maciej R. Krawczyński, „Úloha onkogénov a génov pre potlačenie nádoru v onkogenéze“ Nowiny Lekarskie 2012, 81, 6, 679–681, online prístup
- „Molekulárna biológia rakoviny“ Janusz A. Siedlecki, Základy klinickej onkológie
Ďalšie články od tohto autora
