Οι καρκινικές μεταλλάξεις είναι μια βλαβερή αλλαγή στο DNA που προκαλεί απώλεια ελέγχου της κυτταρικής διαίρεσης. Ως αποτέλεσμα τέτοιας βλάβης στο γενετικό υλικό, τα κύτταρα πολλαπλασιάζονται και δεν διαφοροποιούνται. Χάνουν επίσης την ικανότητα να πεθάνουν όπως είχε προγραμματιστεί. Λόγω αυτής της βλάβης, οι ιστοί που κατασκευάζονται από μεταλλαγμένα κύτταρα αναπτύσσονται υπερβολικά - έτσι δημιουργούνται καρκινικοί όγκοι.
Πίνακας περιεχομένων
- Τι είναι ο κυτταρικός κύκλος;
- Πώς επηρεάζουν οι μεταλλάξεις την πορεία του κυτταρικού κύκλου;
- Τι είναι τα αντι-ογκογόνα;
- Τι είναι τα πρωτο-ογκογόνα;
- Ποιοι παράγοντες μπορούν να προκαλέσουν την ογκογένεση;
- Μήπως κάθε μετάλλαξη καρκίνου οδηγεί σε καρκίνο;
- Πότε οι νεοπλασματικές μεταλλάξεις οδηγούν σε νεοπλασματικές αλλοιώσεις;
- Κληρονομικές μεταλλάξεις όγκων
Μια μετάλλαξη καρκίνου έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια των μηχανισμών που εμποδίζουν τον υπερβολικό πολλαπλασιασμό των κυττάρων. Η διαδικασία προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου, δηλ. Η απόπτωση, είναι επίσης κατεστραμμένη. Πρέπει να θυμόμαστε ότι δεν είναι κάθε μετάλλαξη DNA μια μετάλλαξη καρκίνου. Για να συμβεί η βλάβη που οδηγεί στον καρκίνο, η αλλαγή πρέπει να είναι στα γονίδια που ελέγχουν τον κυτταρικό κύκλο.
Τι είναι ο κυτταρικός κύκλος;
Ο κυτταρικός κύκλος είναι μια σειρά διαδικασιών που οδηγούν στην κυτταρική διαίρεση. Βασικά, μπορεί να χωριστεί σε ενδιάμεση φάση και διαίρεση. Η ενδιάμεση φάση εξυπηρετεί την ανάπτυξη, τη σύνθεση του DNA και τη συσσώρευση ουσιών από το κύτταρο. Η σωστή διαίρεση ενός σωματικού κυττάρου, δηλαδή ενός κυττάρου που χτίζει το σώμα, οδηγεί στο σχηματισμό δύο γενετικά ταυτόσημων κυττάρων.
Ο κύκλος ελέγχεται από ειδικές πρωτεΐνες που ανήκουν στις ομάδες κυκλίνων και κινασών. Αυτές οι ουσίες είναι υπεύθυνες για την επικοινωνία της μετάβασης στην επόμενη φάση του κύκλου και την έναρξη της διαίρεσης. Αυτό το μήνυμα μπορεί να προέρχεται από τον πυρήνα ή από έξω, από άλλους ιστούς του σώματος.
Στο σώμα, τα περισσότερα κύτταρα βρίσκονται σε λειτουργία G0 ή στη φάση ανάπαυσης. Ο κύκλος διαίρεσης εμφανίζεται όταν λαμβάνουν το κατάλληλο σήμα διέγερσης.
Πώς επηρεάζουν οι μεταλλάξεις την πορεία του κυτταρικού κύκλου;
Εάν τα γονίδια που περιέχουν τις πληροφορίες που απαιτούνται για τη σύνθεση πρωτεϊνών που ελέγχουν τον κυτταρικό κύκλο είναι κατεστραμμένα, το κύτταρο μπορεί να διαχωριστεί ανεξέλεγκτα. Αυτή η αλλαγή ονομάζεται μετάλλαξη καρκίνου. Κατά συνέπεια, το κελί δεν είναι ευαίσθητο σε σήματα που το ζητούν να σταματήσει να διαιρείται.
Τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για τον έλεγχο του κυτταρικού κύκλου, που υποβάλλονται σε μεταλλάξεις, μπορούν να χωριστούν σε πρωτόκοκκογόνα και αντι-ογκογόνα.
Τι είναι τα αντι-ογκογόνα;
Τα αντι-ογκογόνα είναι γονίδια υπεύθυνα για την αναστολή της κυτταρικής διαίρεσης. Ένα άλλο όνομα για αυτά είναι τα κατασταλτικά γονίδια. Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει, μεταξύ άλλων:
- Το γονίδιο TP53 - «φύλακας του γονιδιώματος», συμμετέχει στην έναρξη προγραμματισμένου θανάτου κατεστραμμένων κυττάρων. Μια μετάλλαξη αυτού του γονιδίου εμφανίζεται στο 50% των νεοπλαστικών αλλοιώσεων
- RB1 - ο καρκίνος του αμφιβληστροειδούς συνδέεται συχνά με βλάβη σε αυτό το γονίδιο
- Οι μεταλλάξεις BRCA1 σε αυτό το γονίδιο μπορούν να προκαλέσουν καρκίνο του μαστού
- BRCA2 - ο καρκίνος του μαστού και ο καρκίνος των ωοθηκών μπορεί να σχετίζονται με μετάλλαξη αυτού του γονιδίου
- Η γονιδιακή μετάλλαξη APC μπορεί να προκαλέσει καρκίνο του παχέος εντέρου
Οι πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από αυτά τα γονίδια προστατεύουν από την ανάπτυξη καρκίνου. Τα αντι-ογκογόνα εμπλέκονται επίσης στην επιδιόρθωση του DNA και στον έλεγχο της ανάπτυξης του νευρικού συστήματος. Ελέγχουν την πρόοδο του κυττάρου στα επόμενα στάδια του κύκλου.
Εάν το DNA είναι κατεστραμμένο, οι πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από τα αντι-ογκογόνα εμποδίζουν τη μετάβαση στην επόμενη φάση της διαδικασίας διαίρεσης. Αυτό τους καθιστά τα γονίδια φύλακα που προστατεύουν τη σταθερότητα του DNA των κυττάρων του σώματος.
Εάν υπάρχει μετάλλαξη, δηλαδή αλλαγή στις πληροφορίες που περιέχονται στα αντι-ογκογόνα, η κυτταρική διαίρεση δεν αναστέλλεται. Ως αποτέλεσμα, τα κύτταρα με κατεστραμμένο DNA υφίστανται περαιτέρω διαίρεση. Αυτό σημαίνει ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό παρά την αδυναμία του. Αυτό είναι ένα μονοπάτι για το σχηματισμό νεοπλαστικών αλλαγών.
Τι είναι τα πρωτο-ογκογόνα;
Ένα πρωτο-ογκογονίδιο είναι ένα γονίδιο που βρίσκεται σε ένα υγιές κύτταρο το οποίο, μέσω μιας μετάλλαξης, μπορεί να μετατραπεί σε καρκινικό γονίδιο. Ονομάζουμε αυτό το κατεστραμμένο γονίδιο ένα ογκογόνο. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει γονίδια:
- SIS
- HST
- ΜΟΥΣΚΕΥΩ
- erb Α
- Ν-myc
- Τάφρος
- Άμπελ
- H-RAS
Το Protoncogenes εκτελεί πολλές λειτουργίες σε ένα υγιές κύτταρο. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει γονίδια που απαιτούνται για τη σύνθεση του αυξητικού παράγοντα, των υποδοχέων και των ρυθμιστικών πρωτεϊνών. Ο ρόλος τους είναι να ξεκινήσουν και να ελέγξουν την κυτταρική διαίρεση. Συμμετέχουν επίσης στη διαδικασία απόπτωσης.
Η μετατροπή ενός πρωτο-ογκογονιδίου σε ογκογόνο συχνά συνδέεται με μια χρωμοσωμική μετάλλαξη. Αυτό σημαίνει, για παράδειγμα, μεταφορά θραύσματος ενός χρωμοσώματος σε άλλο ή αντιγραφή τμήματος του περιεχομένου που περιέχεται σε αυτό. Ένα παράδειγμα είναι το χρωμόσωμα της Φιλαδέλφειας, το οποίο βρίσκεται στο 90% των ασθενών με χρόνια μυελοειδή λευχαιμία.
Η διαδικασία μετατροπής ενός πρωτο-ογκογονιδίου σε ογκογόνο ονομάζεται ογκογένεση. Τα αντιγονικογόνα είναι γονίδια που αναστέλλουν αυτήν τη διαδικασία.
Ποιοι παράγοντες μπορούν να προκαλέσουν την ογκογένεση;
Η ογκογένεση μπορεί να προκληθεί από χρωμοσωμική ή σημειακή μετάλλαξη, δηλαδή που επηρεάζει ένα μόνο γονίδιο. Μία τέτοια αλλαγή μπορεί επίσης να προκύψει από την ενσωμάτωση του DNA ενός ογκογόνου ιού στο κύτταρο.
Οι παράγοντες που προκαλούν την ογκογένεση μπορούν να χωριστούν σε χημικούς, φυσικούς και βιολογικούς.
- Χημικοί παράγοντες που προκαλούν ογκογένεση
Οι χημικοί παράγοντες είναι διάφοροι τύποι ουσιών με μεταλλαξιογόνες ιδιότητες. Αυτές οι ουσίες είναι γνωστές ως καρκινογόνοι. Χωρίζονται σε δύο ομάδες: εκκινητές και υποκινητές καρκινογένεσης. Οι υποκινητές περιλαμβάνουν ενδογενείς ουσίες που διεγείρουν την ανάπτυξη νεοπλασματικών αλλαγών, όπως οιστρογόνα ή κυτοκίνες.
Οι εκκινητές είναι ουσίες που προκαλούν μεταλλάξεις στο DNA που οδηγούν σε καρκινική βλάβη. Παραδείγματα ουσιών είναι:
- αρσενικό
- αμίαντο
- βενζόλιο
- νικέλιο
- αλκοόλ
- αλκυλιωτικά φάρμακα
- αφλατοξίνη - μια τοξική ουσία που παράγεται από μούχλα
- προϊόντα που προκύπτουν από την καύση του καπνού
- διοξίνες
- ρίζες
- Φυσικές καρκινογόνες ουσίες
Αυτή η κατηγορία παραγόντων περιλαμβάνει την ιονίζουσα ακτινοβολία και την υπεριώδη ακτινοβολία.
- Βιολογικά καρκινογόνα
Οι ογκογόνοι ιοί ταξινομούνται ως βιολογικοί καρκινογόνοι. Όλοι οι ιοί αναπαράγονται εισάγοντας το DNA τους στο γενετικό υλικό του ξενιστή. Μερικά από αυτά εισάγουν μαζί του γονίδια που προκαλούν ανεξέλεγκτη ανάπτυξη και πολλαπλασιασμό του μολυσμένου κυττάρου. Με αυτόν τον τρόπο, οδηγούν στο σχηματισμό νεοπλασματικής βλάβης. Εκτιμάται ότι το 15% των ανθρώπινων κακοηθειών προκαλούνται από μεταλλάξεις όγκων που προκαλούνται από τη δράση των ογκοϊών.
Ένα παράδειγμα ενός ογκογόνου ιού είναι ο HPV, ο οποίος αυξάνει τον κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου του τραχήλου της μήτρας. Ένα εμβόλιο κατά του HPV είναι τώρα διαθέσιμο για προστασία από αυτό το καρκινογόνο.
Άλλοι ογκοϊοί:
- HHV -8 - έρπης 8 (ιός σάρκωμα Kaposi)
- HBV - ιός της ηπατίτιδας Β
- HCV - ιός της ηπατίτιδας C
- EBV - Ιός Epstein-Barr
Μήπως κάθε μετάλλαξη καρκίνου οδηγεί σε καρκίνο;
Αλλαγές στο DNA συμβαίνουν αρκετά συχνά. Εμφανίζονται αυθόρμητα ή ως αποτέλεσμα της δράσης των καρκινογόνων παραγόντων. Το μεγαλύτερο μέρος της ζημιάς αποκαθίσταται με μηχανισμούς ενδοκυτταρικής επιδιόρθωσης.
Εάν οι αλλαγές είναι πολύ σοβαρές, το κύτταρο κατευθύνεται σε απόπτωση, δηλαδή προγραμματισμένο θάνατο αυτοκτονίας. Ο σκοπός αυτής της διαδικασίας είναι η αφαίρεση ελαττωματικών κυττάρων. Εάν αυτός ο μηχανισμός δεν λειτουργεί, θα αναπτυχθεί η νεοπλαστική διαδικασία.
Πότε οι νεοπλασματικές μεταλλάξεις οδηγούν σε νεοπλασματικές αλλοιώσεις;
Όταν μια μετάλλαξη επηρεάζει γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες που είναι υπεύθυνα για την επισκευή του DNA και τη σταθερότητα του γονιδιώματος, εμφανίζονται πολλές νέες βλάβες στο γενετικό υλικό. Σε μια τέτοια κατάσταση, προκύπτουν πολλές διαφορετικές μεταλλάξεις όγκου.
Σε ένα τέτοιο αλλοιωμένο κύτταρο, οι μηχανισμοί που ελέγχουν τον κύκλο διαίρεσης καθώς και ο μηχανισμός προγραμματισμένου θανάτου εξασθενούν. Η αστάθεια του γονιδιώματος αυξάνεται με διαδοχικές μεταλλάξεις, πράγμα που σημαίνει ότι οι νέες βλάβες εμφανίζονται με ταχύτερο ρυθμό.
Η κατάσταση οδηγεί στην απώλεια της ομοιόστασης καθώς και στην απόκτηση των χαρακτηριστικών του νεοπλαστικού φαινοτύπου. Αυτό σημαίνει ότι τα κατεστραμμένα κύτταρα φαίνονται διαφορετικά από τα υγιή κύτταρα και παύουν να εκτελούν φυσιολογικές λειτουργίες στο σώμα.
Τα νεοπλάσματα είναι ασθένειες πολλαπλών γονιδίων. Αυτό σημαίνει ότι μία μόνο μετάλλαξη δεν προκαλεί άμεσα νεοπλαστική αλλαγή. Παθολογικές διεργασίες σε κύτταρα και ιστούς πραγματοποιούνται όταν ως αποτέλεσμα μίας εναρκτήριας μετάλλαξης, προκύπτουν μεταγενέστερες μεταλλάξεις, οι οποίες μαζί οδηγούν σε απώλεια ελέγχου του πολλαπλασιασμού και του προγραμματισμένου θανάτου.
Κληρονομικές μεταλλάξεις όγκων
Εκτιμάται ότι το 5-10% όλων των περιπτώσεων καρκίνου σχετίζονται με κληρονομική γενετική προδιάθεση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι μεταλλάξεις μπορούν να μεταδοθούν από γενιά σε γενιά. Η ύπαρξη ελαττωματικού γονιδίου αυξάνει μόνο την πιθανότητα εμφάνισης της νόσου, επειδή οι καρκίνοι είναι ασθένειες πολυγονιδίων.
Ένα παράδειγμα είναι το κατεστραμμένο γονίδιο BRCA1, το οποίο αυξάνει τον κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου του μαστού.
Ένα άλλο παράδειγμα είναι η ανώμαλη RB που σχετίζεται με το ρετινοβλάστωμα. Αυτό δεν σημαίνει, ωστόσο, ότι αντιμετωπίζουμε μια κληρονομική μορφή καρκίνου.
Ο καρκίνος προκαλεί πολλές αλληλεπικαλυπτόμενες μεταλλάξεις και όχι ένα κατεστραμμένο γονίδιο.
Βιβλιογραφία
- Radzisław Kordek (επιμ.): Ογκολογία. Ένα βιβλίο για μαθητές και γιατρούς. Γκντανσκ: VIA MEDICA, 2007.
- Οι Scheffner et al. (1990). Η Ε6 ογκοπρωτεΐνη που κωδικοποιείται από ανθρώπινους ιού θηλώματος τύπους 16 και 18 προάγει την αποικοδόμηση s. 53. Cell 63: 1129-1136., On-line πρόσβαση
- Przemysław Kopczyński, Maciej R. Krawczyński, "Ο ρόλος των ογκογόνων και των γονιδίων καταστολής όγκων στην ογκογένεση" Nowiny Lekarskie 2012, 81, 6, 679–681, on-line πρόσβαση
- "Μοριακή βιολογία του καρκίνου" Janusz A. Siedlecki, Fundamentals of Clinical Oncology
Περισσότερα άρθρα από αυτόν τον συντάκτη
