Hvorfor gener for tumorundertrykkere er viktige i kreft

Innhold

• Typer av tumorundertrykkelsesgener
• Oncogenes vs Tumor Suppressor Genes
• Arv og onkogener vs. gener av tumorundertrykkere
• Tumor Suppressor Gener og "2 Hit Hypothesis"
• Eksempler

Tumorundertrykkelsesgener lager proteiner som regulerer veksten av celler, og de spiller en viktig rolle for å forhindre utvikling av kreftceller.

Når tumorsuppressorgener endres eller inaktiveres på grunn av en mutasjon (enten en som er tilstede ved fødselen eller en som oppstår senere i livet), lager de proteiner som er mindre effektive for å kontrollere cellevekst og / eller reparasjon. Resultatet er ukontrollert vekst av skadede eller unormale celler, noe som fører til ukontrollert vekst og utvikling av kreftsvulster.

Tumorsuppressorgener er også kjent som antionkogener eller tap av funksjonsgener.

Typer av tumorundertrykkelsesgener

Tumorundertrykkelsesgener finnes i tre hovedtyper. Hver type har en annen funksjon:

1. Fortelle celler å bremse og slutte å dele seg
2. Å reparere skader på cellulært DNA som skyldes deling og kan føre til kreft
3. Å få skadede celler til å starte en prosess som kalles programmert celledød, eller apoptose

Oncogenes vs Tumor Suppressor Genes

To primære typer gener er involvert i utviklingen av kreft: onkogener og tumorundertrykkende gener. Uttrykket onkogener betyr bokstavelig talt "kreftgener", og disse genene resulterer i ukontrollert vekst av celler. (Proto-onkogener er genene som hjelper celler til å vokse, og når de muteres slik at de fungerer dårlig blir de da referert til som onkogener).

Tumorundertrykkelsesgener er lettere å beskrive ved å bruke en analogi.

Onkogener: Typer, eksempler og rolle i kreft

Analogi til kjøring: Tumor Suppressor Genes er bremsene

Mer og mer fordypes kreftforskning i immunterapi på grunn av "av- og på-brytere" for kreft som har blitt oppdaget. Det kan bli veldig teknisk og forvirrende, så det kan hjelpe å tenke på celler som biler.

Hver celle har gasspedal og bremser. I vanlige biler fungerer begge bra. Flere prosesser sørger for at de holder seg i balanse slik at bilen begge beveger seg jevnt, men ikke krasjer.

Kreft begynner med en serie mutasjoner i gener. Gener fungerer som en blåkopi for å lage proteiner med forskjellige funksjoner. Noen mutasjoner er ikke så farlig - de kjører stille og sliter ikke med noe. De kalles passasjermutasjoner.

Så kommer vi til sjåførmutasjoner. Føreren kan bestemme seg for å gå for fort eller for sakte, og det er disse drivermutasjonene som driver veksten av kreftceller.

Kreft kan være relatert til problemer med enten gasspedalen eller bremsene, men ofte oppstår skade på både onkogener og tumorundertrykkende gener før kreft utvikler seg. Med andre ord, gasspedalen må sitte fast på gulvet OG bremsene må ikke fungere. Det at kreft ofte krever en rekke forskjellige mutasjoner, er delvis grunnen til at kreft er mer vanlig hos eldre mennesker. Mer tid tillater flere mutasjoner.

I denne bilanalogien:

• Onkogener er gener som styrer akseleratoren
• Tumorundertrykkelsesgener kontrollerer bremsene

Ved å bruke denne analogien med henvisning til de forskjellige typene av tumorundertrykkelsesgener oppført ovenfor:

• Noen typer er ansvarlige for å slå bremsene
• Noen reparerer ødelagte bremser
• Andre sleper bilen bort når den ikke kan fikses

Arv og onkogener vs. gener av tumorundertrykkere

Flere viktige forskjeller eksisterer mellom onkogener og tumorundertrykkende gener i kreft.

Generelt er onkogener det dominerende. I kroppen vår har vi to sett av hvert av kromosomene våre og to sett med gener: ett fra hver av foreldrene våre. Med dominerende gener trenger bare en av de to kopiene å bli mutert eller unormal for at en negativ effekt skal oppstå.

Ta for eksempel brune øyne. Hvis folk arver en kopi av det brune øyet og en kopi av det blåøyede genet, vil øyenfargen deres alltid være brun. I bilanalogien tar det bare en kopi av et mutert gen som styrer akseleratoren for at bilen skal gå tom for kontroll (bare en av de to proto-onkogenene trenger å bli mutert for å bli et onkogen).

Tumorundertrykkende gener, derimot, pleier å være det resessiv. Altså, akkurat som du trenger to gener for blå øyne for å ha blå øyne, må to suppressorgener begge bli skadet for å kunne bidra til kreft.

Det er viktig å merke seg at forholdet mellom onkogener og tumorundertrykkende gener er mye mer komplekst enn dette, og de to er ofte sammenflettet. For eksempel kan en mutasjon i et suppressorgen føre til proteiner som ikke klarer å reparere mutasjoner i et onkogen, og denne interaksjonen driver prosessen videre.

Tumor Suppressor Gener og "2 Hit Hypothesis"

Å forstå den recessive naturen til tumorundertrykkende gener kan være nyttig for å forstå genetiske predisposisjoner og arvelig kreft.

Eksempler på tumorsuppressorgener er BRCA1 / BRCA2-gener, ellers kjent som "brystkreftgenene." Mennesker som har en mutasjon i et av disse genene har økt risiko for å utvikle brystkreft (blant andre kreftformer).

Imidlertid utvikler ikke alle med genet brystkreft. Den første kopien av disse genene er mutert ved fødselen, men det er ikke før en annen mutasjon oppstår etter fødselen (en ervervet mutasjon eller somatisk mutasjon) at det lages unormale reparasjonsproteiner som øker risikoen for kreft.

Det er viktig å merke seg at det er flere gener assosiert med utvikling av brystkreft (ikke bare BRCA-gener), som genetisk testing er tilgjengelig for, og mange av disse antas å være tumorundertrykkende gener.

Gener som ikke er BRCA som øker risikoen for brystkreft

Denne recessive naturen er det det er referert til i "2 hit-hypotesen" om kreft. Den første kopien (i eksemplet ovenfor, den arvelige kopien av det defekte genet) er den første treffen, og en senere mutasjon i den andre kopien av genet senere i livet er den andre treff.

Det er bemerkelsesverdig at det å ha "2 treff" alene ikke er nok til å føre til kreft. Skader på DNA-celler (fra omgivelsene eller på grunn av normale metabolske prosesser i celler) må da oppstå, og sammen klarer ikke de to muterte kopiene av tumorundertrykkelsesgenet å skape effektive proteiner for å reparere skaden.

Tumor Suppressor Gener og arvelig kreft

I følge American Cancer Society utgjør arvelige kreftsyndromer mellom 5% og 10% av kreftformene, men studier antyder at prosentandelen av kreftformer som kan tilskrives disse genene kan være mye høyere. Genetisk screening er nå tilgjengelig for flere av disse syndromene, men i mange tilfeller kan en genetisk disposisjon ikke bli funnet ved testing. I dette tilfellet er det veldig nyttig for folk å jobbe med en genetisk rådgiver som kanskje kan forstå mer om risiko basert på familiehistorie.

To grunnleggende roller av svulstdempende gener: portvoktere og vaktmestere

Som nevnt tidligere kan tumorundertrykkende gener fungere som "bremsene" på bilen på tre primære måter, men hemme cellevekst, fikse ødelagt DNA eller få en celle til å dø. Disse typer tumorsuppressorgener kan betraktes som "gatekeeper" -gener.

Likevel fungerer noen tumorundertrykkende gener i mer av en vaktmesterrolle. Disse genene skaper proteiner som overvåker og regulerer mange av funksjonene til andre gener for å opprettholde stabiliteten til DNA.

I eksemplene nedenfor fungerer Rb, APC og p53 som portvoktere. I motsetning til dette fungerer BRCA1 / BRCA2-gener mer som vaktmester og regulerer aktiviteten til andre proteiner som er involvert i cellevekst og reparasjon.

Eksempler

Mange forskjellige tumorsuppressorgener er identifisert, og det er sannsynlig at mange flere vil bli identifisert i fremtiden.

Historie

Tumorundertrykkelsesgener ble først identifisert blant barn med retinoblastom. I motsetning til mange tumorundertrykkende gener er tumorgenet som er arvet dominerende i retinoblastom, og lar kreft utvikle seg hos små barn. Hvis en forelder bærer det muterte genet, vil 50 prosent av barna arve genet og være i fare for retinoblastom.

Vanlige eksempler

Noen eksempler på tumorundertrykkende gener assosiert med kreft inkluderer:

• RB: Suppressorgenet som er ansvarlig for retinoblastom
• p53-genet: p53-genet skaper protein p53 som regulerer genreparasjon i celler. Mutasjoner i dette genet er involvert i rundt 50 prosent av kreftformene. Arvelige mutasjoner i p53-genet er mye mindre vanlige enn ervervede mutasjoner og resulterer i arvelig tilstand kjent som Li Fraumeni syndrom. P53 koder for proteiner som forteller cellene å dø hvis de blir skadet uten reparasjon, en prosess referert til som apoptose.
• BRCA1 / BRCA2 gener: Disse genene er ansvarlige for rundt 5 prosent til 10 prosent av brystkreft, men både BRCA1 genmutasjoner og BRCA2 genmutasjoner er også forbundet med økt risiko for andre kreftformer. (BRCA2 er også knyttet til økt risiko for lungekreft hos kvinner.)
• APC-gen: Disse genene er assosiert med økt risiko for tykktarmskreft hos personer med familiær adenomatøs polypose.
• PTEN-genet: PTEN-genet er et av de ikke-BRCA-genene som kan øke risikoen for at en kvinne utvikler brystkreft (opptil 85 prosent levetidsrisiko). Det er assosiert med både PTEN hamartom tumor syndrom og Cowden syndrom. Genet koder for proteiner som hjelper til med cellevekst, men som også hjelper celler å holde sammen. Når genet muteres, er det større risiko for at kreftceller vil "bryte av" eller metastasere.

På det nåværende tidspunktet er mer enn 1200 humane tumorundertrykkende gener blitt identifisert. University of Texas har en tumor suppressor gen database som viser mange av disse genene.

Tumor Suppressor Gener og kreftbehandlinger

Forståelse av tumorundertrykkende gener kan også bidra til å forklare litt hvorfor behandlinger, som cellegift, ikke kurerer kreft helt. Noen kreftbehandlinger arbeider for å stimulere celler til å begå selvmord. Siden noen tumorundertrykkende gener utløser prosessen med apoptose (celledød), når de ikke fungerer som de skal, kan det hende at kreftcellene ikke kan gå gjennom prosessen med apoptose som andre celler kanskje.

Et ord fra veldig bra

Å lære om funksjonen til tumorundertrykkende gener og onkogener involvert i dannelsen av kreft, samt egenskapene til kreftceller og hvordan kreftceller skiller seg fra normale celler, kan hjelpe forskere å se på nye måter å både identifisere personer med risiko for kreft og å behandle kreft som oppstår.

Eksperter vet at det ikke bare er endringene i genomene som betyr noe, men å endre måten gener uttrykkes uten genetiske endringer (kjent som epigenetikk) spiller en rolle i kreft. Det er mulig at endringer i miljøet i vevet vårt kan påvirke "uttrykket" av tumorundertrykkende proteiner laget av disse genene.

For eksempel har en studie sett på hvilken rolle medisinske urter kan spille i aktivering av tumorundertrykkelsesmolekyler, og flere andre studier har sett på rollen som diettmønstre i aktivering av tumorundertrykkere.

• Dele
• Vend
• E-post
• Tekst