Тумор-супресорните гени и раковите заболявания
162Тумор-супресорните гени (антионкогени) създават протеини, които регулират растежа на клетките и играят важна роля в предотвратяването на развитието на ракови клетки.
Когато тумор-супресорните гени са променени или инактивирани поради мутация (налична при раждането или такава, която се появява по-късно в живота) те произвеждат протеини, които са по-малко ефективни при контролиране на клетъчния растеж и/или възстановяване. Резултатът е неконтролиран растеж на увредени или анормални клетки, което води до неконтролиран растеж и развитие на ракови тумори.
Видове тумор-супресорни гени
Тумор-супресорните гени са три основни типа. Всеки тип има различна функция:
- "Информиране" на клетките да се забавят и спрат да се делят
- Поправяне на увредена клетъчна ДНК, което е резултат от разделяне и може да доведе до рак
- "Предизвикване" на увредените клетки да започнат процес наречен програмирана клетъчна смърт или апоптоза
Онкогени срещу тумор-супресорни гени
Два основни вида гени участват в развитието на рак: онкогени и тумор-супресорни гени.
Терминът онкогени означава "ракови гени" и те водят до неконтролиран растеж на клетките. Протоонкогените са гените, които помагат на клетките да растат и когато са мутирани така, че да функционират "лошо".
Все повече изследванията на рака се задълбочават в имунотерапията поради "превключвателите за включване и изключване" за рака.
Всяка клетка има "ускорител и спирачка". При нормално състояние функционира добре. Множество процеси гарантират, че клетките остават в баланс и така работят стабилно.
Ракът започва с поредица от мутации в гените. Гените функционират като план за създаване на протеини с различни функции. Някои мутации не са опасни, те просто се случват. След това сe случват други мутации, които могат да се развиват твърде бързо или твърде бавно и именно те стимулират растежа на раковите клетки.
Ракът може да бъде свързан с проблеми или с "ускорителя или със спирачките", но често увреждането както на онкогените така и на тумор-супресорни гени възниква преди развитието на рака. Фактът, че рака често изисква редица различни мутации отчасти е причината ракът да е по-често срещан при по-възрастните хора. Времето напред позволява повече мутации.
Наследственост и онкогени срещу тумор-супресорни гени
Съществуват няколко важни разлики между онкогените и тумор-супресорни гени при рак.
Като цяло онкогените са доминиращи. В телата си имаме две копия от всяка от нашите хромозоми и два вида гени: по един от всеки ген от нашите родители. При доминиращите гени само едно от двете копия трябва да бъде мутирало или анормално, за да възникне отрицателен ефект.
Тумор-супресорните гени са склонни да бъдат рецесивни. Важно е да се отбележи, че връзката между онкогените и тумор-супресорните гени е много по-сложна и често са преплетени. Например мутация в супресорен ген може да доведе до протеини, които не са в състояние да поправят мутации в онкоген и това взаимодействие движи процеса напред.
Тумор-супресорни гени и „хипотезата за 2-та удара“
Разбирането на рецесивния характер на тумор-супресорни гени може да бъде полезно за разбирането на генетичните предразположения и наследствения рак.
Примери за тумор-супресорни гени са гените BRCA1/BRCA2 известни още като "гени за рак на гърдата". Пациенти, които имат мутация в един от тези гени имат повишен риск от развитие на рак на гърдата наред с други видове рак.
Въпреки това не всеки с гена развива рак на гърдата. Първото копие на тези гени е мутирано при раждането, но едва когато се появи друга мутация след раждането (придобита мутация или соматична мутация) се създават анормални възстановителни протеини, които увеличават риска от рак.
Важно е да се отбележи, че има няколко гена свързани с развитието на рак на гърдата (не само BRCA гени) за които е налично генетично изследване и много от тях се смятат за тумор-супресорни гени. Тази рецесивна природа е това, което се споменава в "хипотезата за 2 удара" на рака. Първото копие, наследеното копие на дефектния ген е първото попадение, а по-късна мутация в другото копие на гена на по-късен етап в живота е второто попадение.
Наличието само на „2 попадения“ не е достатъчно, за да доведе до рак. След това трябва да настъпи увреждане на ДНК клетките (от околната среда или поради нормалните метаболитни процеси в клетките) и заедно двете мутирали копия на тумор-супресорния ген не са в състояние да създадат ефективни протеини за възстановяване на щетите.
Тумор-супресорни гени и наследствен рак
Според Американското онкологично дружество наследствените ракови синдроми представляват между 5% и 10% от раковите заболявания, но проучванията показват, че процентът на раковите заболявания, които могат да бъдат приписани на тези гени може да е много по-висок.
Наличен е генетичен скрининг за някои случаи, но в много ситуации генетичната предразположеност не може да бъде открита с тестване. В този случай е много полезно за да работят с генетичен консултант, който може да е в състояние да разбере повече за риска въз основа на семейната история.
Две основни роли на тумор-супресорните гени
Те могат да функционират като "спирачки" като инхибират клетъчния растеж, фиксират увредената ДНК или причиняват смъртта на клетката. Тези типове тумор-супресорни гени могат да се разглеждат като гени "пазачи".
Някои туморни супресорни гени функционират по-скоро като "охранители". Те създават протеини, които наблюдават и регулират много от функциите на други гени, за да поддържат стабилността на ДНК.
Идентифицирани са много различни тумор-супресорни гени и вероятно много повече ще бъдат идентифицирани в бъдеще.
Някои примери за туморни супресорни гени свързани с рака:
- RB: Супресорният ген, отговорен за ретинобластом
- p53: Генът p53 създава протеин p53, който регулира възстановяването на гена в клетките. Мутациите в този ген са замесени в около 50 процента от раковите заболявания. Наследствените мутации в гена p53 са много по-рядко срещани от придобитите мутации и водят до наследствено състояние известно като синдром на Li Fraumeni. P53 кодира протеини, които казват на клетките да умрат, ако са повредени безвъзвратно, процес наричан апоптоза
- BRCA1/BRCA2: Тези гени са отговорни за около 5 процента до 10 процента от раковите заболявания на гърдата, но както генните мутации на BRCA1 така и генните мутации на BRCA2 са свързани с повишен риск и от други видове рак. BRCA2 също е свързан с повишен риск от рак на белия дроб при жените.
- APC: Тези гени са свързани с повишен риск от рак на дебелото черво при хора с фамилна аденоматозна полипоза
- PTEN: Генът PTEN е един от не-BRCA гените, които могат да увеличат риска от развитие на рак на гърдата при жена (до 85 процента риск през целия живот). Свързва се както със синдрома на PTEN хамартома, така и със синдрома на Cowden. Генът кодира протеини, които подпомагат клетъчния растеж, но също така помагат на клетките да се слепват. Когато генът е мутиран съществува по-голям риск раковите клетки да се „отчупят“ или да метастазират
Тумор-супресорни гени и лечение на рак
Разбирането на тумор-супресорните гени също може да помогне да се обясни донякъде защо терапиите като химиотерапията не лекуват напълно рака. Някои лечения за рак действат, за да стимулират клетките "да се самоубият". Тъй като някои туморни супресорни гени задействат процеса на апоптоза (клетъчна смърт), когато не работят правилно, раковите клетки може да не са в състояние да преминат през процеса на апоптоза, както други клетки.
Научаването за функцията на тумор-супресорните гени и онкогените участващи в образуването на рак както и характеристиките на раковите клетки и как раковите клетки се различават от нормалните клетки може да помогне на изследователите да търсят нови начини както за идентифициране на хора изложени на риск от рак така и за за лечение на възникващи ракови заболявания.
Експертите знаят, че не само промените в самите геноми са от значение, но модифицирането на начина по който гените се експресират без генетични промени (известно като епигенетика) играе роля при рака. Възможно е промените в средата на нашите тъкани да повлияят на "експресията" на туморни супресорни протеини предизвикани от тези гени.
Проучване разглежда ролята, която лечебните билки могат да играят в активирането на тумор-супресорни гени, а няколко други проучвания разглеждат ролята на хранителните модели в активирането на тумор-супресори.
https://www.verywellhealth.com