Генетические маркёры колоректального рака Студентка III курса ПФ

Генетические маркёры колоректального рака Студентка III курса ПФ 13 группы Мосолова Маргарита Юрьевна

Ген KRAS (GTPase KRas, или V-Ki-ras 2 Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog) – представитель белков семейства Ras, которые кодируют так называемые малые G-белки (малые ГТФазы). Белки семейства Ras являются мембраносвязанными белками, участвующими в передаче сигнала. Они осуществляют один из первых этапов передачи сигнала извне клетки и, как правило, регулируют размножение клеток. Ген KRAS служит одним из звеньев сигнального пути, регулирующего клеточную пролиферацию, ангиогенез, апоптоз и др.

В норме белки семейства Ras существуют в неактивной форме. Они активируются, когда находящийся рядом трансмембранный рецептор (например, EGRF, Toll-рецептор, G-белок) связывается с соответствующим лигандом. Дальнейший внутриклеточный сигнальный каскад включает в себя переход ГДФ в ГТФ. Ras отключаются, когда молекула ГТФ обратно преобразуется в молекулу ГДФ. В случае мутации, они остаются в состоянии ГТФ. Ошибки в регуляции KRAS могут привести к росту опухоли и метастазированию. Таким образом, в опухолях с мутированным типом гена KRAS белок постоянно находится во «включенном» состоянии даже без активации восходящим сигналом от EGFR. В результате продолжается стимуляция находящихся ниже по сигнальной цепи эффектов, ведущих к росту и распространению опухоли.

В опухолях выявляют разные типы гена KRAS, которые кодируют “нормальный”, не мутированный белок KRAS, известный как дикий тип KRAS, или патологический, мутированный белок, известный как мутантный KRAS. «Статус» KRAS (дикий тип или мутантный тип) может указывать на прогноз заболевания и позволяет предсказать ответ опухоли на некоторые препараты. В опухолях с диким типом KRAS белок активируется лишь временно в ответ на некоторые стимулы, например, сигнал от РЭФР. Такая строгая регуляция обеспечивает четкий контроль над нисходящими эффектами. В опухолях с мутированным геном KRAS, белок KRAS постоянно находится во “включенном” состоянии независимо от наличия активации сигнальной системы EGFR. В результате этого нисходящие эффекты, ведущие к росту опухоли и ее распространению, не регулируются.

Около 30%-50% опухолей имеют аномальный ген KRAS, поэтому сведения о прогностической значимости статуса этого гена характеризуются значительными разногласиями: было предположено, что обнаружение этой мутации может предвещать худший прогноз, и, вместе с тем, была сформирована альтернативная точка зрения на этот процесс, согласно которой, мутация KRAS является независимым фактором, не связанным с патогенезом колоректального рака. Таким образом, основная задача заключается в определении значимости мутации гена KRAS как прогностического и предиктивного фактора.

Еще одной целью исследований является выявление прогностической значимости точечных мутаций в кодонах 12 и 13. Мутации в кодоне 12 были зафиксированы у 755 (27. 7%) больных, в кодоне 13 – у 146 (6. 6%) пациентов. Реже встречаются мутации в 61, 117, 146 и других кодонах. Самое распространённое изменение в 12 кодоне – замена глицина на аспартат и глицина на валин. Замена глицина на валин, по этим данным, отрицательно влияет на патогенез и течение колоректального рака, а также на общую структуру выживаемости пациентов. Помимо вышесказанного, мутации KRAS связаны с более быстрым и агрессивным развитием метастазов в печень. Было доказано, что эти мутации вместе с высокой экспрессией маркера клеточной пролиферации Ki -67 ассоциированы с множественными метастазами печени, лёгких, более короткими интервалами их обнаружения и плохой выживаемостью больных после резекции ободочной кишки.

Белки Ras

Лечение Выбирая тактику лечения пациентов с колоректальным раком, нельзя не учитывать наличие аномального или дикого гена KRAS. В последние годы активно развивается так называемая целевая (таргетная) терапия злокачественных опухолей. В ее основе лежит точечное воздействие на определенные клеточные рецепторы или сигнальные пути, передающие информацию в ядро клетки.

При колоректальном раке, помимо хирургического лечения, пациентам обычно назначается химиотерапия или радиотерапия в сочетании с таргетными препаратами (цетуксимаб, панитумумаб и бевацизумаб). Наиболее перспективными мишенями представляются рецепторы ростовых факторов – эпидермального фактора роста (EGFR).

Таргетная терапия Механизм действия Эрбитукса (цетуксимаб) как моноклонального антитела отличается от действия стандартной химиотерапии тем, что он специфически нацелен и связывается с EGFR. Это связывание ингибирует активацию рецептора и дальнейшую передачу сигналов по сигнальному пути, что приводит к торможению как инвазии нормальных тканей опухолевыми клетками, так и распространение опухоли в другие органы. В случае мутации KRAS, имеющей место у ∼ 40% больных колоректальным раком (КРР), этот ген способен самостоятельно продуцировать активирующие ростовые сигналы. Мутированный КRAS находится в состоянии постоянной активации вне зависимости от статуса EGFR. Блокада EGFR в этой ситуации неэффективна. Поэтому анти. EGFR антитела показаны лишь тем больным, у кого нет мутации KRAS.

Таргетная терапия

Таргетная терапия Анти-EGFR терапия может назначаться только больным с диким типом гена KRAS в опухоли. Таким образом, в настоящее время ген KRAS является единственным общепризнанным фактором, предсказывающим резистентность к терапии анти. EGFR антителами.

Вывод: На основании результатов многих исследований можно заключить, что мутация в гене KRAS влияет на патогенез и течение опухолевого процесса, в том числе лимфогенное метастазирование. Влияние KRAS мутации на прогноз также определяется связью с такими исследованными параметрами, как пол, возраст больных и степень дифференцировки опухоли, но сама по себе мутация не является самостоятельным независимым фактором прогноза заболевания.

Ген BRAF представляет собой RASрегулируемую серин/треонин киназу, которая наряду с KRAS является еще одним участником сигнального пути Ras. Raf-MAPK, контролирующего клеточную пролиферацию, дифференцировку и апоптоз.

Ген BRAF Как KRAS-, так и BRAF-гены, склонны к мутациям. Мутации в гене BRAF часто обнаруживаются в злокачественных опухолях человека, таких как метастатический колоректальный рак, немелкоклеточный рак легких, меланомы и папиллярный рак щитовидной железы.

Ген BRAF является непосредственным участником сигнального пути KRAS. • Мутации гена BRAF: – Чаще всего возникают в 15 экзоне – Обнаруживаются в 4%- 14% больных КРР – Являются взаимоисключающими с мутациями гена KRAS – При метастатическом КРР ассоциируются с агрессивным течением болезни

Ген BRAF Установлено, что таргетная терапия моноклональными антителами к EGFR неэффективна при лечении опухоли с мутантным BRAF. Однако мутации в гене BRAF ответственны за дополнительные 12– 15% пациентов, которые не отвечает на анти-EGFR терапию. Таким образом, тестирование гена BRAF дополняет анализ на KRAS мутации, и имеет ключевое значение для принятия решения о типе противоопухолевой терапии.

Аденоматозный полипоз кишечника Аденоматозный полипоз толстой кишки (он же диффузный, или семейный, полипоз) редкое заболевание, при котором в толстой кишке образуются тысячи аденоматозных полипов. Заболевание наследуется аутосомно-доминантно; у немногих больных с неотягощенным семейным анамнезом его считают проявлением спонтанной мутации.

Ген APC и β‑катенин Ген APC контролирует специфическое сцепление клеток эпителия кишечника, нарушение которого необходимо для возникновения полипа, но недостаточно для возникновения клона раковой опухоли. APC содействует деградации β‑катенина, что ограничивает транскрипцию генов, участвующих в регуляции клеточного цикла. Этот путь является неотъемлемой частью патогенеза колоректального рака.

Молекулярно-генетические исследования выявили делецию в длинном плече 5 -й хромосомы, затрагивающую ген APC (ген аденоматозного полипоза толстой кишки), как в опухолевых (соматическая мутация), так и в нормальных клетках (генеративная мутация). Полагают, что эта делеция приводит к потере генов-супрессоров опухолевого роста, а, следовательно, и кодируемых ими белков, которые в норме подавляют рост опухоли.

В “классической” модели прогрессии колоректального рака исходным событием является инактивация гена‑супрессора – АРС и избыточная экспрессия β‑катенина.

Синдром Линча (наследственный рак толстой кишки без полипоза) представляет собой генетическое заболевание аутосомнодоминантного типа наследования.

Синдром Линча В отличие от САП, эта болезнь проявляется единичными колоректальными аденомами, которые никак не отличаются от внезапно и случайно возникших опухолей, причём чаще страдает проксимальный отдел толстой кишки. У половины больных рак толстой кишки выявляют до 50 лет, что на 10 -15 лет раньше, чем среди населения в целом. В таких семьях часто наблюдаются первично-множественные злокачественные опухоли; женщины особенно предрасположены к развитию рака яичников и рака тела матки. Поэтому всем членам семьи по достижении 25 лет рекомендуют каждые два года проводить колоноскопию, а женщинам - время от времени еще и УЗИ органов малого таза и биопсию эндометрия.

Синдром Линча обусловлен генеративными мутациями нескольких генов, в частности гена MSH 2 на 2 -й хромосоме и гена MLH 1 на 3 -й хромосоме. Эти мутации ведут к ошибкам в репликации ДНК, нарушению репарации неспаренных нуклеотидов и нестабильности генома.

Диагностика синдрома Линча: Для того, чтобы правильно установить диагноз синдрома Линча необходимо два этапа: v Проводится анализ на микросателлитную нестабильность при подозрении развития рака у данного пациента. Используется методика полимеразной цепной реакции; v После нахождения признаков нестабильности необходимо выполнить полный генетический анализ на наличие мутаций в генах. Синдром Линча устанавливается только при взаимодействии с генетиком.

Ген TP 53 является одним из ключевых генов-супрессоров опухолевого роста, функция которого направлена на ограничение вероятности возникновения генетически нестабильных клеток. Белок р53 осуществляет регуляцию широкого спектра клеточных процессов, выступая своего рода “молекулярным полисменом”, ведущим постоянный надзор за состоянием генома и устраняющим потенциально опасные в плане злокачественной трансформации клетки.

Белок р53 активируется при повреждениях генетического аппарата, а также при стимулах, которые могут привести к подобным повреждениям, или являются сигналом о неблагоприятном состоянии клетки (стрессовом состоянии). Функция белка р53 состоит в удалении из пула реплицирующихся клеток, которые являются потенциально онкогенными (отсюда образное название белка р53 — англ. guardian of the genome — хранитель генома).

Данное представление подтверждается тем фактом, что потеря функции белка р53 может быть установлена в ~50% случаев злокачественных опухолей человека. В регуляции активности белка р53 ведущая роль принадлежит посттрансляционным модификациям белка и его взаимодействиям с другими белками.

VII съезд онкологов СНГ Во время проведения VII Съезда онкологов и радиологов стран СНГ и Евразии было представлено много докладов, среди которых были и посвящавшиеся проблемам колопроктологии. Наибольшее внимание ученых СНГ было приковано к следующим проблемам: v v v Алгоритм терапии больных метастатическим раком толстой кишки Определение мутационного статуса генов RAS Применение таргетной терапии метастатического колоректального рака Молекулярно-генетические аспекты диагностики наследственного неполипозного колоректального рака у жителей Республики Беларусь Молекулярно-биологические особенности аденокарциномы толстой кишки, определяющие ее клиническое течение

Спасибо за внимание!